[發明專利]一種利用污泥制備均質多孔陶粒的方法及均質多孔陶粒

在審

• 申請號: 202011474833.3
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112573901A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 王晨曄;顧衛榮;孫振華;李少鵬;李會泉;劉彥;張兆翔;李占兵
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所;石家莊循環化工研究院
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/135;C04B33/13;C04B33/24;C04B38/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明公開了一種利用污泥制備均質多孔陶粒的方法，包括：1)按重量份計，稱取原料：20份～70份的污泥，0～20份的粉煤灰，20份～75份的建筑棄土，量份為污泥、粉煤灰和建筑棄土總重量份的0.2％～4％的碳化硅；將污泥、可選的粉煤灰、建筑棄土、碳化硅與水混合，得到混合漿料；2)對所述的混合漿料進行濕法球磨，分離，得到球磨后的物料；3)對所述的球磨后的物料進行造粒成球，得到陶粒生球；4)對所述的陶粒生球進行干燥，燒結，得到均質多孔陶粒。本發明的方法可實現污泥耦合粉煤灰、建筑棄土等廢棄資源的有效利用，減少固廢排放，產品附加值高，實現了廢棄物的高值化利用。

技術領域

本發明涉及無機非金屬材料技術及固體廢棄物資源化領域，尤其涉及一種利用污泥制備均質多孔陶粒的方法及均質多孔陶粒。

背景技術

陶粒是一種可以通過燒結而形成的一種陶制的顆粒，外觀大多數呈現球狀和橢球狀，表面是一層堅硬的陶質或釉質，具有隔水保氣作用，并且還有一定的強度，在水處理、建材等領域得到廣泛應用。

污泥是廢水處理過程產生的底部沉淀物，通常具有含水量高，通常大于50％，組成一般比較復雜，含有多種無機物和部分有機質物質，其中部分污泥含有重金屬物質，對污泥的利用提出了新的要求。目前污泥的處理一般為先進行脫水干燥在選擇處置方式比如回收利用、隔離填埋、無害化焚燒等方式完成。工業污泥的處理是一大難題；污泥脫水有板框、袋式、離心、烘干、自然干化等幾種方式，根據廢水性質選擇合適的脫水方式是關鍵環節；另外根據脫水后的污泥成分來選擇是回收利用，填埋或者焚燒方式。污泥脫水往往成本較高，是污泥資源化利用的難點。污泥部分還有重金屬元素，同樣限制了其資源化利用的方式。

現有陶粒通常是采用頁巖、黏土等天然原料來燒制，隨著天然礦物資源的消耗及成本提高，利用固廢制備陶粒也逐漸成為研究熱點，目前利用污泥制備陶粒也有研究人員就行了探索和工業化研究，但是目前采用的主要路線仍是污泥首先進行干燥篩分，得到合格的污泥干粉，之后跟其他原料進行配料從而進一步完成陶粒產品制備。例如，中國發明專利(申請號：202010098061.1)公開了一種基于河道底泥制備的陶粒濾料及其方法，將底泥烘干研磨后過篩，最終篩分出供制備陶粒的底泥粉末，將底泥粉末、無機添加劑和粘接劑在球磨機均勻混合得到混合料，然后攪拌加水制成顆粒，之后干燥、預熱焙燒、燒結得到陶粒濾料。中國發明專利(申請號：202010680488.2)公開了一種利用含油污泥制備陶粒的方法，包括(1)挑選原材料并對原材料進行預處理；(2)將原材料進行一次攪拌得到混合料；(3)對混合料進行陳化處理得到陳化混合料；(4)將陳化混合料加入造粒機造粒得到生陶粒；(5)對生陶粒進行干燥；(6)對干燥后的生陶粒進行煅燒；(7)對煅燒后的陶粒進行降溫，得到成品陶粒。

現有陶粒在制備過程中通常需要使用大量粘土等原材料作為骨料，資源消耗量較大；且常規的干燥后的粉體混合以及濕法直接混合方式難以實現物料的均質化，在燒結過程中通常制備得到的是非均質化的陶粒，內部的孔的燒制情況可能隨著造孔添加劑的位置多少而產生不同，難以制備得到均質多孔陶粒。

隨著污泥產生量的逐漸增加，且我國以煤電為主的能源形式造成了煤基固廢粉煤灰產量也隨之持續增加，實現污泥耦合粉煤灰、建筑棄土等廢棄物制備陶粒產品，將實現固廢的資源化利用，同時目前的混合配料、成型燒成技術存在混料不均一，成型后內部差異也比較大，同時燒成的陶粒產品內部均一性較差，其筒壓強度、吸水率等指標相對較差，難以用于高附加值利用環節。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種利用污泥制備均質多孔陶粒的方法及均質多孔陶粒。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的目的之一在于提供一種利用污泥制備均質多孔陶粒的方法，所述方法包括以下步驟：

(1)按重量份計，稱取原料：

將污泥、可選的粉煤灰、建筑棄土、碳化硅與水混合，得到混合漿料；