[发明专利]一种河道淤泥和电解锰渣双掺免烧砖及其制备方法

说明书

本发明公开了一种河道淤泥和电解锰渣双掺免烧砖及其制备方法，该免烧砖由河道淤泥、活化电解锰渣、水泥和河砂等组分原料固化得到。该免烧砖原料中大量采用固废材料，利用给原料组分间的协同作用，使得该免烧砖具有优异的力学性能。本发明所提供免烧砖的制备工艺采用两段式工艺，将电解锰渣、水泥和水混合制备胶质混合料，再加入剩下的免烧砖原料充分混合，经压制、脱模和养护即得。该制备方法工艺简单，成本低廉，对环境友好，对于固废材料的资源化处理具有重要的指导意义。

技术领域

本发明涉及一种固废材料制备免烧砖的方法，具体涉及一种河道淤泥和电解锰渣双掺免烧砖及其制备方法，属于固体废物资源化利用领域。

背景技术

当河流上修建水库以及华东地势平坦的地区，水流流速缓慢，必然会导致泥沙开始大量的沉积，随着时间的延长，沉积的疏浚底泥加厚，导致水位上升，河道蓄水、防洪、航海运输以及水环境安全指数降低。由于大量废水排入河流，同时河流内存在动植物残骸、寄生虫卵、病毒病原微生物、重金属、难降解有机毒物，所以使得淤泥的成分十分复杂。河道淤泥一般含有大量的有害物质，如果得不到有效处理，随意排放堆积，不仅侵占大量农田耕地，也会污染周围水体与土壤，甚至地下水。河道淤泥目前应用较为广泛，有能源利用、农业利用、土地利用、建材化利用。其主要组成成分为二氧化硅、氧化铝、氧化镁等，与黏土相似，但是河道淤泥塑性指数较高，干燥收缩较大，会导致烧制砌块砖的强度低，并伴随能耗大、产生有害气体等缺点，无法得到很好的利用。

我国电解锰产量约占世界锰总产量的98％，是全球最大的电解锰生产国、消费国、出口国。电解锰渣是锰矿粉经硫酸浸出后，矿浆固液分离产生的含水28％左右的湿法浸出渣。目前我国对电解锰渣的的主要处置方式是堆存，对周边土壤及地下水存在极大污染隐患。我国对电解锰渣的处理研究处于起步阶段，主要用作水泥缓凝剂、生产类硫铝酸盐水泥、生成农作物肥料、用作路基材料等，但利用效果不佳，无法实现产业化，仍处于实验室研究阶段。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的第一个目的在于提供一种河道淤泥和电解锰渣双掺免烧砖，该免烧砖原料中大量采用固废材料，利用给原料组分间的协同作用，使得该免烧砖具有优异的力学性能，养护28d后，抗压能力可达到35～50MPa。

本发明的第二个目的在于提供一种河道淤泥和电解锰渣双掺免烧砖的制备方法，该制备方法采用两段式工艺，将电解锰渣、水泥和水混合制备胶质混合料，在加入剩下的免烧砖原料充分混合，经压制、脱模和养护即得。该方法工艺简单，成本低廉，对环境友好，实现了固废材料的资源化处理。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种河道淤泥和电解锰渣双掺免烧砖，其原料包括以下组分：河道淤泥、电解锰渣、水泥和河砂；所述电解锰渣为煅烧电解锰渣。

本发明所提供的双掺免烧砖利用原料各组分间的协同作用，大幅提高了免烧砖的力学性能。经过煅烧后的电解锰渣可以有效激发潜在的活性成分，在后续的反应中形成类似于水泥熟料C-S-H的形式存在，这种存在形式可与河道污泥中的钙盐、硅铝盐发生水合反应，在保障免烧砖力学强度的前提下结合更多的河道污泥，极大的提高了该免烧砖对于固废材料的消纳能力。水泥不仅起到了胶凝作用，还进一步激发煅烧后电解锰渣中的活性成分，河砂作为粗集料，强化了砖体骨架，进一步增强了砖体强度。

作为一项优选的方案，所述双掺免烧砖包括以下质量百分比组分：河道淤泥25～30％、电解锰渣20～25％、水泥10～15％和河砂30～45％。

本发明所提供的免烧砖各组分原料需严格按照上述配比要求，若电解锰渣添加量过少，所提供的胶凝活性物质过少，不足以提高砖体强度达标；若电解锰渣添加量过多，则无法形成稳定的骨架结构，会有锰浸出的风险。

作为一项优选的方案，所述河道淤泥初始含水率为50～60％，有机质含量为2～6％。

作为一项优选的方案，所述煅烧电解锰渣为经过高温煅烧的电解锰渣，高温煅烧条件为：温度850～1000℃，时间60～90min。