[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用湖泊淤泥制備新型節(jié)能燒結(jié)墻體材料的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410555785.9
• 申請(qǐng)日: 2014-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104387104A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于洋;劉波;楊利民;任慧軍;陳新安;彭建鋒;黎平;吳先鳳;楊磊;曾寅;丁德亮;付猛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B38/00
• 分類(lèi)號(hào): C04B38/00;C04B33/132
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于建筑材料類(lèi)，涉及一種利用湖泊淤泥制備新型節(jié)能燒結(jié)墻體材料的方法。

背景技術(shù)：

河湖、城市下水道等每年要清理出大量的淤泥，淤泥會(huì)造成河道、湖泊的淤積，使河床抬高、通航能力下降、行洪能力減弱、調(diào)蓄能力降低、水體嚴(yán)重污染，直接影響生產(chǎn)生活。淤泥是江、河、湖、泊由于流水速度分布不同，使攜帶的泥砂規(guī)律地分級(jí)沉降的產(chǎn)物，其成分決定于河岸崩塌物和流域內(nèi)地表流失土的成分，如果在固定的江河地段采掘，則其化學(xué)成分穩(wěn)定，顆粒級(jí)配均勻，從成分上看，淤泥主要是含二氧化硅，氧化鋁，以及少量氧化鐵，氧化鈣和氧化鎂，除了含水量偏大之外，與普通的粘土成分沒(méi)有太大區(qū)別。正因?yàn)橛倌嗍且环N品質(zhì)不高的粘土質(zhì)材料，所以對(duì)它們的資源化利用包括生產(chǎn)肥料、能源化利用，固化后吹填造陸、生產(chǎn)新型建筑材料等方法。湖泊、河道和城市下水道淤泥的處理是許多國(guó)家共同面臨的環(huán)境管理問(wèn)題。通常的做法是，將清理出的淤泥直接送至農(nóng)村作為肥料使用。由于淤泥未經(jīng)凈化除毒處理，這樣不僅影響環(huán)境，造成二次污染，而且淤泥使用價(jià)值也不能充分發(fā)揮。淤泥的回收利用，是保證資源永續(xù)利用的有效途徑和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重大舉措。

目前，淤泥的材料化利用主要是制造建筑材料，即可在各種類(lèi)型建筑中使用的材料制品。

制磚是材料利用的一個(gè)方向，新加坡科研工作者以取代水泥原料中的粘土成分，獲得了很好的效果。同時(shí)，開(kāi)發(fā)了淤泥制成環(huán)保磚的技術(shù)，并在南非大量生產(chǎn)。我國(guó)湖南岳陽(yáng)化工總廠污水處理廠通過(guò)干污泥粉碎后，摻入粘土和水混合攪拌均勻，制坯成型并進(jìn)行燒結(jié)。當(dāng)污泥與粘土質(zhì)量比為1:1時(shí)，污泥磚強(qiáng)度可與普通紅磚相當(dāng)。鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院童麗萍等對(duì)以黃河淤泥為主要原料摻入適量粉煤灰等外加劑的承重?zé)Y(jié)多孔磚進(jìn)行試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：所研制的黃河淤泥承重?zé)Y(jié)多孔磚質(zhì)輕、強(qiáng)度高、隔熱、外觀質(zhì)量好，主要性能指標(biāo)符合GB13544-2000《燒結(jié)多孔磚》要求。鹽城工學(xué)院吳其勝等人從研究淤泥的化學(xué)成分、礦物成分及熱特性出發(fā)，采用稻殼和木屑作成孔劑，研究成孔劑摻量對(duì)淤泥保溫磚的強(qiáng)度、氣孔率、吸水率及密度的影響，并研究了2種成孔劑制備的燒結(jié)磚的孔結(jié)構(gòu)。另外，日本也開(kāi)發(fā)了其它一些污泥資源化的途徑，如將污泥制成路基材料、混凝土制品、瀝青填充料等。我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的眾多學(xué)者采用生活污泥的焚燒灰和水庫(kù)淤泥成功進(jìn)行了輕集料的制備。

分析以上技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于使用淤泥制磚的技術(shù)已經(jīng)較多，其主要技術(shù)思路是大摻量使用淤泥以制備各種類(lèi)型的燒結(jié)磚。但與河道淤泥等不同，湖泊淤泥特別是內(nèi)湖淤泥中有機(jī)物含量較高，燒結(jié)時(shí)將產(chǎn)生大量的氣體導(dǎo)致磚體發(fā)生大量的形變并造成吸水量過(guò)大，最終產(chǎn)品不容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

為克服以上缺陷，本發(fā)明將湖泊淤泥進(jìn)行改性后小摻量加入燒結(jié)磚的原料中，用來(lái)提高磚體原料的塑性，滿(mǎn)足擠出成型要求；同時(shí)，通過(guò)控制燒結(jié)溫度和時(shí)間，使淤泥中有機(jī)物的燃燒形成部分小的封閉孔隙，可提高磚體的保溫隔熱性能。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有大摻量利用湖泊淤泥制備燒結(jié)磚的各種問(wèn)題，提供一種將湖泊淤泥改性并作為增塑成孔劑摻入鐵尾礦中制備節(jié)能燒結(jié)磚或砌塊的方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種利用湖泊淤泥制備新型節(jié)能燒結(jié)墻體材料的方法，其特征在于按以下步驟進(jìn)行：在抽取的內(nèi)湖淤泥中依次加入各占淤泥質(zhì)量的0.2-0.4％硫酸亞鐵、0.1-0.2％聚磷氯化鋁、0.1-0.6％氧化鈣、0.02-0.05％陽(yáng)離子型聚丙烯酸銨，上述各物質(zhì)加入后以50-100轉(zhuǎn)/s的速度攪拌10min，過(guò)濾并靜停24小時(shí)得到改性淤泥；將改性淤泥與鐵尾礦按質(zhì)量比為5-20:80進(jìn)行攪拌、陳化24小時(shí)，然后根據(jù)現(xiàn)有節(jié)能燒結(jié)砌塊的尺寸要求擠出成型，在輪窯或隧道窯中以1050℃燒結(jié)6小時(shí)得燒結(jié)墻體材料。

所述的淤泥指有機(jī)物質(zhì)量百分含量在20-40％的內(nèi)湖淤泥，其中堿土金屬氧化物和堿金屬氧化物總的質(zhì)量百分含量不高于淤泥固體重質(zhì)量的2％。

所述的鐵尾礦的細(xì)度為0.01-0.1mm，鐵尾礦中有效鈣質(zhì)量百分含量不高于鐵尾礦質(zhì)量的2％。本發(fā)明中所用的淤泥指有機(jī)物含量在20-40％范圍的內(nèi)湖淤泥，其中堿土金屬氧化物含量和堿金屬氧化物含量不高于其固體重質(zhì)量的2％。

本發(fā)明中所使用的硫酸亞鐵、聚磷氯化鋁、氧化鈣、陽(yáng)離子型聚丙烯酸銨均為工業(yè)用化學(xué)或工業(yè)原料，直接購(gòu)買(mǎi)。