[发明专利]利用含油污泥制备的胶凝材料、其制备方法和应用以及由其制备的水泥

说明书

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，且特别涉及一种利用含油污泥制备的胶凝材料、其制备方法和应用以及由其制备的水泥。

背景技术

含油污泥通常在原油的采集、运输以及炼制中产生，如油田钻井作业、管线穿孔而产生的落地原油污泥或炼厂含油污水处理设施、轻烃加工厂和天然气净化装置清除出来的油沙或油泥等。由于石油的需求量巨大，每年产生的含油污泥的体积庞大，而含油污泥中含有大量的铜、锌和汞等重金属，还可能含有大量的病原菌、寄生虫(卵)等。将含油污泥直接排放，不仅会占用大量的耕地，同时会对周围的土壤、水体和空气造成严重的污染，必须对其进行无害化处理或进一步资源化处理。

现有技术中，通常采用热化学洗涤、焦化处理、微生物处理、固化处理及焚烧处理等方法进行无害化处理，但是上述无害化处理方法存在能耗高、处理不完全以及其处理后产物不能直接利用等缺点。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种利用含油污泥制备的胶凝材料，利用含油污泥及钢渣作原料，利用工业废渣对含油污泥进行有效处理及循环再利用；其强度高、稳定性好，能够防止二次污染。

本发明的第二目的在于提供上述胶凝材料的制备方法，其工艺简单、能耗低，原料处理完全且产品附加值高。

本发明的第三目的在于提供上述胶凝材料制备水泥中的应用，其能够充分利用含油污泥及钢渣等工业废物的潜在价值，实现废物循环利用。同时，其能够降低水泥熟料生产过程中的能耗，进一步降低水泥的成本，同时降低二氧化碳的排放量。

本发明的第四目的在于提供一种利用含油污泥制备的水泥，其生产成本低，抗压性能优良，可广泛应用于道路及民用建筑等工程建设中。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种利用含油污泥制备的胶凝材料，由原料与水混合后煅烧制得，原料包括60-90wt％的第一原料以及10-40wt％的第二原料，第一原料由含油污泥经烘干后粉碎制得，第二原料由钢渣经烘干后粉碎制得。

本发明提出一种上述胶凝材料的制备方法，包括：备取第一原料及第二原料，加水搅拌成料球，将料球于1000-1100℃煅烧0.5-1h，冷却后粉碎。

本发明提出一种上述胶凝材料制备水泥中的应用。

本发明还提出一种利用含油污泥制备的水泥，包括：4-6wt％的二水石膏、65-90wt％的水泥熟料以及5-30wt％的上述的胶凝材料。

本发明实施例的有益效果是：本发明提供的利用含油污泥制备的胶凝材料，使用含油污泥及钢渣作原料，采用工业废渣对含油污泥进行有效处理及循环再利用，符合国家可持续发展的战略。钢渣和含油污泥在煅烧过程中能够形成硅酸二钙等矿物，硅酸二钙由γ相转化为β相并与金属氧化物等形成固溶体，增加了胶凝材料的强度和稳定性。上述胶凝材料的制备方法，只需要对原料进行粉碎及煅烧等操作，且煅烧周期短，煅烧过程无固体废物等排出，其原料处理完全，工艺简单、能耗低。利用该胶凝材料部分替代水泥熟料，充分利用了油田污泥的潜在价值。其制备的水泥生产成本低，抗压性能优良，由于污泥的生产量大，而水泥在建筑业等行业的需求量也大，该水泥能够广泛应用于道路及民用建筑等工程建设中。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的利用含油污泥制备的胶凝材料、水泥以及该胶凝材料的制备方法及应用进行具体说明。

一种利用含油污泥制备的胶凝材料，由原料与水混合后煅烧制得，原料包括60-90wt％的第一原料以及10-40wt％的第二原料，第一原料由含油污泥经烘干后粉碎制得，第二原料由钢渣经烘干后粉碎制得。

本发明中，含油污泥的成分含量高，其污泥使用和处理量大。钢渣为钢铁厂排出的固体废弃物，采用含油污泥和钢渣作为原料，有效利用工业废渣对含油污泥进行处理及利用。

钢渣在煅烧过程中能够与含油污泥中的结构发生反应生成新的官能团，与采用单一的含油污泥进行煅烧相比，煅烧产物除了含有无水硫酸钙以外，还生成了硅酸二钙(2CaO·SiO₂)，其水化热小，加速了胶凝材料的水化发应。