[发明专利]一种利用疏浚淤泥和钢铁厂回转炉底灰制备人工石的方法

说明书

本发明公开了一种利用疏浚淤泥及钢铁厂回转炉底灰为原材料制备人工石的方法，是将经过水力旋流器分选的淤泥与一定质量比的回转炉底灰、天然土壤、活性镁、偏铝酸钠、硫铝酸盐水泥、季铵盐型乳化剂依照一定工序与一定质量的水搅拌至均匀后通过振动挤压的方式制成坯体，其后对毛边进行切割，并在一定条件下养护而得。本发明原材料来源广泛，并充分利用工程废弃料疏浚淤泥及钢铁厂回转炉底灰。依据本发明制备的人工石直接压缩强度不低于15MPa，可用来替代防汛工程中所必需的天然石料，也可切割后做成砌块用于建筑物之上。

技术领域

本发明涉及一种工程材料及其制备方法，属于水利工程及土木工程领域。具体涉及一种利用疏浚淤泥及钢厂回转炉底灰制备人工石的制备工艺。

背景技术

随着我国城市化进程的不断深入，各地大量兴建了一系列地铁、过江隧道等地下工程，并伴随产生大量淤泥。与此同时，为保证水环境及通航能力，对河道、湖泊、水库的周期性清淤工程所产生的淤泥亦加剧了这一困境。由于淤泥的高含水率、高压缩性及低强度等特性，对堆放场地的工程安全性产生极大地隐患；此外，淤泥在沉积过程中常伴随一定程度的重金属富集行为，该现象也进一步危及到地下水的水质安全。对淤泥进行资源化利用是缓解该现象的措施之一；并且，由于淤泥中会沉积大量油脂、腐殖酸等有机质成分，这些成分会严重影响到其在后续的资源利用，降低经资源化利用后的产品的性能。

另一方面，生石灰在钢铁厂中大量的应用于回转炉中的造渣工艺中，并且以底灰的形式沉积在炉底。为避免回转炉的腐蚀，这种炉底灰需要定期清理。然而，目前对这种炉底灰的处置方式仍然为填埋和堆放，极大地浪费了土地资源。考虑到这种炉底灰的原材料历史，对其进行资源化利用具有良好的前景。

此外，随着我国环保措施的不断加强，“开山采石”这一重要的石料来源方式受到严格的限制，并且在一些地区被严令禁止。这一现实进一步加剧了石料的紧张。考虑到石料是土木及水利工程中不可或缺的原材料之一，因此，利用一定技术手段生产人工石料不但可以达到缓解资源紧张的目的，而且也合理地处置了废弃物疏浚淤泥及钢铁厂回转炉底灰；不但具有广阔的工程实用性，也具有积极的社会意义。

发明内容

发明目的：为解决目前疏浚淤泥及钢铁厂回转炉底灰无处处置，同时天然石料难以获得的困境，本发明旨在提供一种基于疏浚淤泥及钢铁厂回转炉底灰为原材料制备人工石料的制备方法。该方法原材料来源广泛、操作简单，具有良好的社会和经济价值。

一种利用疏浚淤泥和钢铁厂回转炉底灰制备人工石的方法，包括如下步骤：

第1步，淤泥的处理：对疏浚淤泥采用水力旋流分离器旋流分选进行前处理，再经过晾晒降低水含量；

第2步，坯体的制备：将第1步中处理得到的淤泥与天然土壤混合，再加入水和季铵盐型乳化剂，再加入回转炉底灰、活性氧化镁、偏铝酸钠及硫铝酸盐水泥，混合均匀之后，再经过模具成型，得到坯体；

第3步，将坯体经蒸养硬化后，得到人工石。

在一个实施方式中，第1步中，疏浚淤泥中的油脂、腐殖酸等有机质含量≤10%；水力旋流分离器给料压力0.1MPa；底流口直径10～30mm，进料时疏浚淤泥浓度不低于10wt%，且不高于20wt%；旋流处理后的淤泥浓度不高于110 g/L，含砂量95%，粒径不高于1mm，有机质含量不高于3.0%。

在一个实施方式中，第1步中，淤泥原泥须采用改性破乳剂进行破乳，降低有机质在淤泥基质上的锚固。

在一个实施方式中，第1步中，经前处理后的淤泥有机质含量低于3.0%，晾晒后淤泥含水率低于40%。

在一个实施方式中，第2步中，促凝剂是偏铝酸钠，水泥是硫铝酸盐水泥。