[发明专利]一种利用化工污泥制备免烧结陶粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用化工污泥制备免烧结陶粒的方法，属于化工行业危险固体废物处理处置及资源化技术领域。

背景技术

化工行业污染多且严重，尤其在化工废水处理过程中，每年会产生大量的剩余污泥，它们成分复杂，含有有毒有害的有机物和重金属等。长期以来，国内普遍存在着重水轻泥的倾向，污泥的安全处置能力一直处于较低水平。

现行的化工污泥的处置方式主要是焚烧，但焚烧处置费用高，而且许多单位存在处置能力不足的问题，因此，转而将污泥非法转移、倾倒，造成严重的环境污染。污泥焚烧产生的灰渣也是危险固废，一般需要先预处理，而后进行安全填埋。因此焚烧灰渣的处理费用也很高，很多企业难以承受，转而当成一般固废处理，使得污泥焚烧灰渣没有得到合理的最终处置，成为重要的环境风险源，也没有得到合理的综合利用，造成了资源的浪费。对污泥焚烧灰渣进行无害化和资源化，变废为宝，符合循环经济和可持续发展的要求，具有极其重要的意义。

以粉煤灰陶粒为代表的陶粒一般具有比表面积大，孔隙率大，机械强度高，化学和生物稳定性好等特点，在水处理工程中已经得到越来越广泛的应用。化工污泥灰渣的主要化学成分与粉煤灰非常接近，均属CaO-SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃体系，因而具有资源利用性。

目前我国陶粒的制备方法以烧结法为主，但烧结设备投资大，能耗高，使生产成本提高，在一定程度上限制了陶粒生产厂家的发展。

发明内容

本发明的目的在于为了改进现有技术的不足而提供一种机械强度高、比表面积大、化学和生物稳定性好的一种利用化工污泥制备免烧结陶粒的方法，这种陶粒利用化工污泥及工业废物粉煤灰，采用免烧结方法，因而投资减少，节约能耗，降低成本，为化工污泥的资源化处理开辟了新的途径。

本发明的技术方案为：一种利用化工污泥制备免烧结陶粒的方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）干燥化工污泥，得到干化污泥；

（2）焙烧干化污泥，所得污泥灰渣用粉碎机粉碎；

（3）将各种原料按配比混合，搅拌均匀得干混料，其中干混料中各组份及各组份占干混料总量的质量百分比分别为：污泥灰渣20%-50%、粉煤灰25%-40%、水泥10%-25%、石膏5%-15%、轻质材料1%-5%、发泡剂0.2%-0.6%；

（4）向上述干混料中加水并搅拌、混匀，其加水量为干混料重量的30%-40%；

（5）制成球形颗粒，其粒径为5-10mm；

（6）自然养护7-15天。

优选所述的轻质材料为膨胀珍珠岩、稻壳或木屑。优选所选发泡剂为铝粉或锌粉。优选步骤（1）中干燥污泥的温度为105-120℃，干燥时间为8-24h。优选步骤（2）中焙烧干化污泥的温度为550℃-700℃，焙烧时间为20-40min。

本发明中污泥灰渣与粉煤灰的主要化学成分相似，具备潜在的火山灰活性。水泥作为激发剂提供一个有效的碱性环境，与SiO₂和Al₂O₃作用，生成具有水硬胶凝性能的化合物，同时对污泥灰渣中的重金属具有固化作用。石膏的加入可以加速活性SiO₂、A1₂O₃的反应，同时石膏又可以与A1₂O₃反应，生成水硬性的硫铝酸钙胶凝物质。轻质材料可以降低陶粒的密度，使之轻化，并具有一定的生物亲和性。发泡剂在碱性环境中可以与水发生反应放出氢气，使填料产生气孔，形成轻质多孔结构。

有益效果：

与传统的污泥处理以及陶粒制备方法相比，具有如下优点：

1、本发明中污泥灰渣的质量百分比达20%～50%，利用率高，大大解决了化工污泥的出路问题。

2、本发明中的粉煤灰也是工业固体废弃物，更进一步体现出高效的资源化利用率，有明显良好的环境效益和经济效益，具有推广意义。

3、本发明在污泥灰渣综合利用的同时，实现了对重金属的固化，因此具有无害化和资源化的双重效果。

4、本发明采用免烧结工艺，后期进行自然养护，设备投资少、工艺路线简单，能源消耗低。

5、本发明制备的陶粒强度高，比表面积大，表面粗糙，孔隙多；对各重金属的固定率均在60%以上，重金属浸出毒性符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007），可用于水处理工程。