[发明专利]轻质砖及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保领域，特别是涉及一种轻质砖及其制备方法。

背景技术

随着城市化水平的不断提高，工业和民用等生产生活过程中制造了大量的污泥，其不仅造成了土地污染，还加剧人地矛盾。常见的污泥处理工艺有卫生填埋、焚烧、碳化、发酵有机肥等资源化利用方式。

而目前，丰富的煤炭资源为我国的经济快速发展做出了巨大贡献，但是在煤炭生产过程中也产生了大量的“工业垃圾”——煤矸石，大量堆积的煤矸石不仅占用了土地资源，还会释放有毒气体以及导致自燃，同时也浪费了煤矸石本身具有的热值；高岭土尾矿是高岭土矿选矿过程中产生的固体废弃物，由于其无法得到有效利用，占用了大量的土地资源；另外，我国作为传统的农业大国，在农业生产活动中产生了大量的生物质，生物质是可再生能源，其利用发展前景极其广阔。而现今，由于技术等原因的限制，导致污泥、煤矸石、生物质等资源的利用效率较低，因此，研究和开发一种新型技术对于环境友好型资源节约型社会建设具有非常重要的意义。

现有技术中，污泥砖主要专注于如何较好的配制污泥及其添加物的比例及种类，而对在烧制污泥砖中容易对环境产生二次污染的NO_x和SO_x却关注很少。

发明内容

基于此，本发明提供一种轻质砖及其制备方法。

解决上述技术问题的具体技术方案如下：

一种轻质砖，主要由以下重量份的原料制备而成：

污泥10-30份，

煤矸石20-50份，

高岭土尾矿10-30份，

生物质1-5份，

固硫固氮除异味剂1-10份，

所述固硫固氮除异味剂由90-99wt%的氧化钙和1-10wt%的碳酸钾组成。在其中一些实施例中，所述轻质砖主要由以下重量份的原料制备而成：

污泥28-30份，

煤矸石38-42份，

高岭土尾矿18-22份，

生物质4-5份，

固硫固氮除异味剂4-6份。

在其中一些实施例中，所述固硫固氮除异味剂由94-96wt%的氧化钙和4-6wt%的碳酸钾组成。

在其中一些实施例中，所述生物质为稻草、秸秆或木材废弃物中的至少一种。

在其中一些实施例中，所述污泥的含水量大于60%。

在其中一些实施例中，所述污泥、煤矸石、高岭土尾矿和生物质的粒度小于2mm。

在其中一些实施例中，所述固硫固氮除异味剂的粒度小于0.1mm。

上述的轻质砖的制备方法，包括以下步骤：

（1）按上述重量份，称取煤矸石、高岭土尾矿、生物质和固硫固氮除异味剂，并分别将煤矸石、高岭土尾矿和生物质粉碎至粒度小于2mm，固硫固氮除异味剂粉碎至粒度小于0.1mm；

（2）按上述重量份，称取污泥，与步骤（1）中经粉碎的煤矸石、高岭土尾矿、生物质和固硫固氮除异味剂混合；

（3）陈化；

（4）制坯成型；

（5）烧制。

在其中一些实施例中，步骤（3）所述陈化的时间为1-2天。

在其中一些实施例中，步骤（5）所述烧制的温度为1000-1200℃，时间为2-3h。

本发明所述的一种轻质砖及其制备方法具有以下优点和有益效果：

（1）本发明的关键创新点在于所述轻质砖以污泥、煤矸石、高岭土尾矿和生物质及固硫固氮除异味剂为原料，并经发明人大量的研究与实验，选择比例适宜的氧化钙（CaO）和碳酸钾（K₂CO₃）组成固硫固氮除异味剂，结果表明其固硫固氮效果最佳。这是由于1000-1200℃的高温焙烧过程中，CaO与SO₂在氧气的作用下反应生成稳定的CaSO₄，从而将污泥、煤矸石、生物质燃烧产生的SO_x固定在污泥砖中；另外，由于污泥中富含Fe₂O₃、MgO等化合物，其是天然的固硫助剂，这可以进一步强化了固硫效果；另一方面K₂CO₃会与NO_x反应生成含氮盐KN₃，从而将NO_x固定在污泥砖中，固化后的硫、氮元素在轻质砖中性质稳定，将不会分解而对环境产生污染，这可以有效的解决现有的高温焙烧过程中长期被忽视的SO_x和NO_x的排放问题。