[發(fā)明專(zhuān)利]一種淤泥質(zhì)固廢再生建材制品及其制備方法和裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310003341.3
• 申請(qǐng)日: 2023-01-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116003093A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仇啟涵;陳新才;陳偉;張海東;郝翠翠;陳曉敏;樓洪海
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 申能環(huán)境科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C04B28/18
• 分類(lèi)號(hào): C04B28/18;C04B40/02;C04B18/16;C04B18/04;B28C5/00;B28B3/00;B28B11/24
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發(fā)明公開(kāi)了一種淤泥質(zhì)固廢再生建材制品及其制備方法和裝置，屬于固體廢棄物資源化利用領(lǐng)域。制備方法包括：投加3w.t.％的石灰與淤泥質(zhì)固廢混合燜料；將燜料預(yù)處理后的淤泥質(zhì)固廢、建筑垃圾再生骨料和鈣質(zhì)添加劑依次輸送至攪拌機(jī)中攪拌，得到含水率20％?25％的混合料；將混合料輸送至消解倉(cāng)進(jìn)行消解反應(yīng)；消解后的物料經(jīng)粉碎混合系統(tǒng)破碎混勻后輸送至胚料中轉(zhuǎn)攪拌罐，得到含水率為16％?18％的胚料；將胚料定量投加至液壓成型機(jī)模具，經(jīng)壓制成型得到生坯；將生坯送入蒸壓釜中，經(jīng)蒸壓反應(yīng)得到淤泥質(zhì)固廢再生建材制品。本發(fā)明所采用配方簡(jiǎn)單，無(wú)需另行使用外加劑，僅通過(guò)精準(zhǔn)控制坯料含水率、骨料粉料混合比例、靜壓成型壓力等方式即可制備出質(zhì)量符合要求的產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體廢棄物資源化利用領(lǐng)域，特別涉及一種淤泥質(zhì)固廢再生建材制品及其制備方法和裝置。本發(fā)明中的主要原材料為城市建筑和市政、水利清淤、半干法(濕法)制砂石骨料等工程和生產(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生量巨大且處置消納矛盾非常突出的淤泥質(zhì)固廢，涉及固體廢棄物資源化利用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

淤泥質(zhì)固廢是主要成分為細(xì)粒、黏粒等泥質(zhì)成分為主的一系列高含水、高粘性的固體廢棄物。根據(jù)來(lái)源可分為三大類(lèi)：①建筑、橋梁、樁基、地下盾構(gòu)隧道工程及其他非開(kāi)挖地下工程施工中所產(chǎn)生的工程棄土和泥漿；②江河、湖泊、水庫(kù)、港口等水體沉積物疏浚、清淤工程所產(chǎn)生的泥水混合物，即淤泥；③排水管道清理過(guò)程中因重力沉降、附著、截留等原因在管道中沉積下來(lái)形成的污泥；④砂石骨料半干法(濕法)生產(chǎn)線剩余的脫水泥餅。其共同的特征包括：天然含水率高于液限(通常超過(guò)60％)、天然孔隙比大于1.0、天然重度大于15kN/m³、比重大于2.7、黏粒細(xì)粒含量組分超過(guò)40％等，整體性質(zhì)表現(xiàn)為工程性能差、后端處理處置途徑少等特點(diǎn)。同時(shí)，在城市可利用土地資源越來(lái)越稀少的現(xiàn)實(shí)情況下，其產(chǎn)生規(guī)模之巨大已成為侵占大量土地、造成安全隱患、破壞城市環(huán)境進(jìn)而制約城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)嚴(yán)重影響因素。

因此，對(duì)淤泥質(zhì)固廢進(jìn)行批量化利用，實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”是緩解其消納處置矛盾、節(jié)約土地資源、保護(hù)城市環(huán)境、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效途徑。上述淤泥質(zhì)固廢主要化學(xué)成分為SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO、Fe₂O₃、K₂O、Na₂O等，主要礦物成分由石英、黏土類(lèi)礦物、長(zhǎng)石類(lèi)礦物組成，另含少量的碳酸鹽，微量的硫酸鹽、磷酸鹽及有機(jī)物。經(jīng)進(jìn)一步處理可作為硅質(zhì)原料用于生產(chǎn)硅酸鹽類(lèi)建材制品，包括再生墻磚、砌塊等。

目前，利用淤泥質(zhì)固廢生產(chǎn)再生建材制品的研究和工程化應(yīng)用尚為數(shù)不多，且主要集中在燒結(jié)體系和水泥膠凝體系兩大類(lèi)。燒結(jié)體系能耗及碳排放高、排放的污染物治理成本大且易造成二次污染，在東南沿海地區(qū)既有設(shè)施已被限制生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，且基本禁止新建該類(lèi)項(xiàng)目。水泥膠凝體系主要原材料中因水泥摻量較大，單位產(chǎn)品碳排放強(qiáng)度大，不符合國(guó)家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，且產(chǎn)品強(qiáng)度低、耐久性差。此外，燒結(jié)體系和水泥膠凝體系產(chǎn)品都存在淤泥質(zhì)固廢摻比極低的問(wèn)題，對(duì)較大規(guī)模處置消納淤泥質(zhì)固廢的效益不明顯。因此，開(kāi)發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良、生產(chǎn)綠色環(huán)保、工藝簡(jiǎn)單易行的再生建材制品是對(duì)淤泥質(zhì)固廢進(jìn)行批量、高值資源化利用的重要方式。

中國(guó)專(zhuān)利《一種以工程泥漿為主要原料的燒結(jié)磚的制備方法》(申請(qǐng)?zhí)枺篊N202110757080.5)公布了一種以工程泥漿、粉煤灰和絮凝劑為原料混合通過(guò)焙燒制得建材制品的方法。但該技術(shù)需要根據(jù)工程泥漿的含水率通過(guò)嚴(yán)格計(jì)算確定粉煤灰等其他各物料的配比，且需要進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的密封陳化和干燥才能進(jìn)行焙燒，制備工藝過(guò)程復(fù)雜、單位產(chǎn)品能耗高。中國(guó)專(zhuān)利《一種黏土地層盾構(gòu)改良渣土環(huán)保型免燒磚及制備方法》(申請(qǐng)?zhí)枺篊N201911021709.9)提供了一種將盾構(gòu)改良渣土與水泥、機(jī)制砂、生活垃圾焚燒物、液體土壤固化劑、粉狀硅酸鈉為原料，拌和均勻后壓制成型并經(jīng)過(guò)28d自然養(yǎng)護(hù)制備建材制品的方法。但該技術(shù)中各固體原料的質(zhì)量配比復(fù)雜，壓制成型壓力要求高(20-25MPa)，生產(chǎn)周期過(guò)長(zhǎng)，且采用自然養(yǎng)護(hù)制備的產(chǎn)品耐久性較差。

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