[发明专利]一种利用污泥焚烧灰渣烧制硅酸盐水泥熟料的制备方法

说明书

本发明涉及水泥技术领域，具体涉及一种利用污泥焚烧灰渣烧制硅酸盐水泥熟料的制备方法。所述水泥熟料的原料包括80～85wt％的石灰石，3.5～4.5wt％的高硅黏土，7.5～8.5wt％的低硅黏土，以及3～6wt％的铁质校正料。其中，铁质校正料由60wt％的污泥焚烧灰渣与40wt％的氧化铁粉复配得到。所述污泥焚烧灰渣由污泥焚烧烟气净化过程中的静电除尘和旋风除尘系统收集而来。本发明利用城市污水处置产生的污泥焚烧灰渣作为铁质校正料制备水泥熟料，一方面以较低的煅烧温度制备出了满足国家标准要求的性能优良的水泥熟料，节约能源，有助于“双碳”目标的实现；另一方面为利用水泥窑协同处理城市废水污泥焚烧灰渣，促进城市污泥减量化和污泥焚烧灰渣资源化利用提供了技术支持。

技术领域

本发明属于水泥技术领域。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

近年来，我国污水治理行业的蓬勃发展，截至2020年1月，我国共有污水处理厂2471座，污水处理量高达525.8亿立方米/年；与此同时，污水处理厂的污泥产量也逐年增加，从2010年的5427万吨增长至2017年的7436万吨；目前干污泥产生量已达1102.7万吨/年。其中，仅上海就有污水处理厂42座，年污水处理量达20.9亿立方米，年干污泥产量达43.9万吨。据预测，2023年的污泥处理市场规模将达到867亿元。但由于我国长期以来“重水轻泥”，污泥处理问题一直未能得到有效解决。到2025年，城市污泥无害化处置率需达到90％以上。因此，开发实施新型、环保的污泥处置技术成为当下的迫切需求。

研究表明，直接干化焚烧有望成为世界各国和地区的城市处理污泥的最佳解决方案之一。通过推进污泥干化焚烧设施建设，妥善处理处置污泥。污泥焚烧灰渣则是一种在污泥干化焚烧烟气净化过程静电除尘和旋风除尘系统收集下来的灰渣，伴随着污泥干化焚烧处理技术的推广，大量污泥焚烧灰渣也将面临处置难题。

将固体废弃物作为替代原料用于水泥熟料的生产是一种有效的固废资源化利用方式。在水泥熟料生产的过程中，可以通过固化反应将固体废弃物所含的重金属固定在晶格当中，达到无害化、资源化处置。将固体废物作为水泥熟料替代原料的理论基础是这类固体废物中含有一定量的CaO、SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃等无机组分,从而可部分替代传统原料。研究表明，污泥焚烧灰渣的主要化学组成为：SiO₂、Al₂O₃、P₂O₅、Fe₂O₃和CaO,因此可以作为铁质校正料掺入水泥当中。对污泥焚烧灰渣进行资源化利用，将解决污泥干化焚烧的部分后顾之忧，从而进一步促进城市污泥减量化和无害化处置。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种利用污泥焚烧灰渣作为铁质校正料的硅酸盐水泥熟料及其制备方法，所得硅酸盐水泥熟料强度高，为污泥焚烧灰渣在水泥中的资源化利用提供了技术支持。

为此，本发明采用的技术方案如下：

一种利用污泥焚烧灰渣烧制硅酸盐水泥熟料的制备方法，其特征在于，原材料组分包括石灰石、高硅粘土、低硅粘土和替代性固废铁质校正料；

所述石灰石、高硅粘土、低硅粘土和替代性固废铁质校正料各占四者总质量的质量分数为：

所述替代性固废铁质校正料的组分包括污泥焚烧灰渣和氧化铁；所述污泥焚烧灰渣和氧化铁占二者总质量的质量分数为：

污泥焚烧灰渣 60％；

氧化铁 40％；

包括如下步骤：