不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料及其制造方法
【專利摘要】“不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨及其制造方法”涉及危險廢物治理、長期安全、骨料生產，按照不銹鋼酸洗污泥:粘土﹦25—65:35—75重量比配料，將不銹鋼酸洗污泥與粘土或已經被危險廢物污染的粘土或陶瓷粘土及還原劑充分混合，用擠制造粒機造粒成為直徑8—18毫米，長度10—30毫米的陶瓷骨料素坯；回轉窯干燥、燒成為陶瓷骨料，將陶瓷骨料以自然冷卻或風冷卻或水冷卻，得到陶瓷骨料產品，陶瓷骨料浸出液中總鉻含量＜1.3mg/L，六價鉻＜0.4mg/L，鎳＜0.4mg/L,銅＜15mg/L,錳＜40mg/L,用于混凝土骨料、路基材料、油井裂隙支撐材料。
【專利說明】
不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料及其制造方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種用不銹鋼酸洗污泥制造陶瓷骨料的方法，屬于危險廢物資源化技術領域。
【背景技術】
[0002]在不銹鋼生產過程中產出的不銹鋼酸洗污泥和除塵灰含有鉻、六價鉻和各種有害物質，是國家規定的危險廢物，屬于國家危險廢物名錄中的HW17和HW21類，是表面處理廢物和含鉻廢物類，不銹鋼酸洗污泥和除塵灰放在一起處理，統稱不銹鋼酸洗污泥，目前治理主要采用化學還原除毒后填埋等方式，通常采用硫酸亞鐵、硫酸等將劇毒的六價鉻(Cr6+)還原成為低毒的三價鉻(Cr3+)，但是氧化還原反應是可逆反應，不夠穩定，填埋物要經過目前難以預料的時間、空間、環境變化等各種因素的考驗，具有明顯的環境風險。
[0003]包括不銹鋼酸洗污泥的我國危險廢物目前年產生量6000萬噸左右，還在逐年增加，我國人口和工業集中在東部，大量的垃圾、固體廢物、危險廢物的填埋地不但需要長期的管理、維護，還會占據我國東部有限的土地，大量填埋地也是今后國土安全的重大隱患。
[0004]應該為固體廢物、危險廢物、焚燒飛灰、殘渣找到出路，出路應該是形成某種商品并且是永久安全的，這種商品本身具有巨大的市場需求量，足夠容納由固體廢物、危險廢物、焚燒飛灰、殘渣形成的新的、合格的商品的數量。
【發明內容】
[0005]為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
一種不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料，其特征在于不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料用不銹鋼酸洗污泥和粘土 (普通粘土或已經被危險廢物污染的普通粘土或陶瓷粘土)制造，不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料的浸出液中總鉻含量<1.3mg/L，六價鉻<0.4mg/L，鎳<0.3mg/L，銅<20mg/L，錳<40mg/L;不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料的堆積密度200kg—1800kg/m3，用作混凝土骨料、路基材料、油井裂隙支撐材料。
[0006]不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于包括以下步驟:
a.備料:將不銹鋼酸洗污泥調整為含水率30—50%(濕基)，并在球磨機中球磨成為80—120目的不銹鋼酸洗污泥泥漿，干燥粘土(普通粘土或已經被危險廢物污染的普通粘土或陶瓷粘土)，并用干法粉碎成為細度40—120目的粘土粉;或者將上述不銹鋼酸洗污泥和粘土分別干燥、粉碎成為40—120目粉末后備用；
b.配料攪拌混合:不銹鋼酸洗污泥:粘土=25—65:35-75(均折合為干料重量比)，不銹鋼酸洗污泥泥漿與干燥的粘土粉充分攪拌混合成為混合泥料；或者上述不銹鋼酸洗污泥和粘土均是干燥粉料時經過充分混合后加水攪拌成為含水率14一25% (濕基)的混合泥料；根據污泥與粘土中的硅酸鹽含量調整比例，使混合泥料中有足夠的成瓷物質；電鍍污泥高溫狀態比干燥狀態減量，可以減少粘土加入的比例，以達到最終物質減量和節能的效果；
c.擠制造粒:將上述混合泥料用擠制造粒機造粒成為直徑10—20毫米，長度15—30毫米的不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料素坯；
d.回轉窯燒成:將成型的濕的不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料素坯直接進入回轉窯，通過回轉窯到達回轉窯出口逐步完成干燥、燒成全過程，燒成溫度1100—1300°C，成為不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料；
e.冷卻:將從回轉窯出口出來熱的不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料經過自然冷卻或風冷卻或水冷卻，得到不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料產品。
[0007]本發明不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于步驟a中采用已經被危險廢物污染的粘土。
[0008]本發明不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于步驟a中采用陶瓷粘土，步驟d中采用燒成溫度1220—1300°C。
[0009]本發明不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于步驟a、b中按照不銹鋼酸洗污泥:粘土=25—65:35—75(均折合為干料重量比)配料，共同干燥、粉碎成為80—120目粉末后加水攪拌成為含水率15—30 % (濕基)的混合泥料。
[0010]本發明不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于在配料中加入1-3%的還原劑是煤和/或焦炭和/或粉煤灰和/或爐渣或者其他具有還原性的有機物。
[0011]不銹鋼酸洗污泥含有鉻、鎳、銅、錳等重金屬及有害物質，本發明以不銹鋼酸洗污泥和粘土為原料充分混合，高溫燒成，破壞原有的各種物質的分子結構，形成二氧化碳、二氧化硫、氯化氫氣體等，形成新的礦物晶體和玻璃相，鉻與粘土中硅酸鹽形成新的礦物并被玻璃相充分裹覆，最終產物是含鉻礦物、玻璃、氣孔組成的陶瓷固體，其結合鍵是原子鍵和離子鍵，相當于自然界存在上億年的含鉻的自然礦物，是永久安全的。煙氣經過收集和處理實現利用和無害化。
[0012]不銹鋼酸洗污泥與粘土形成的陶瓷骨料素坯在高溫中產生大量玻璃相，在回轉窯中一邊滾動，一邊前進，具有新的礦物晶粒、玻璃相、氣孔的高溫陶瓷骨料素坯由于滾動、運動，而不容易互相粘結，能進行最充分的反應，高度瓷化。
[0013]不銹鋼酸洗污泥與陶瓷粘土形成的陶瓷骨料具有更高的強度、硬度和穩定性，這是因為陶瓷粘土比普通粘土氧化硅、氧化鋁含量高，雜質少，燒成溫度范圍寬，燒成溫度高，氣孔少、致密度高，是高強度骨料。
[0014]不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料的密度，是由陶瓷骨料中的氣孔多少決定的，氣孔多少是由高溫下陶瓷素坯中產生高溫玻璃相同時產生氣體量多少、蒸汽壓、當時玻璃相的粘度、生產工藝、生產目的優先程度等因素決定的。
[0015]我國建筑業每年開采碎石、卵石100億噸左右相當于數十億立方米，使用建筑砂數十億噸，生產水泥20余億噸，開采碎石、卵石、建筑砂破壞環境，應該逐步減少。
[0016]我國用粘土、粉煤灰、煤矸石、頁巖等每年生產2000余萬立方米陶粒，一般陶粒堆積密度200kg — 1200kg/m3，一般碎石、卵石堆積密度1200kg—1600kg/m3，碎石、卵石、陶粒在建筑業統稱骨料，或稱集料，用不銹鋼酸洗污泥制造的陶瓷骨料可以具有各種密度、強度、用途。
[0017]具體實施方法
實施例1
將不銹鋼酸洗污泥脫水成為含水率35 %的酸洗污泥，酸洗污泥+除塵灰:普通粘土:煤粉=62:36: 2(均折合為干料重量比)，充分攪拌混合成為混合料，將混合料用擠制造粒機造粒成為直徑12毫米，長度22毫米的陶瓷骨料素坯，將成型的濕的陶瓷骨料素坯直接進入回轉窯，經過干燥、燒成，燒成溫度1180 °C，成為陶瓷骨料，將從回轉窯出口出來熱的陶瓷骨料噴水冷卻，得到陶瓷骨料產品，陶瓷骨料浸出液中總鉻含量1.2mg/L，六價鉻含量0.3mg/L，堆積密度600kg/m3，筒壓強度4.3Mpa，用于混凝土骨料。
[0018]實施例2
將不銹鋼酸洗污泥脫水成為含水率40%的酸洗污泥與含水率8%，已經被酸洗污泥嚴重污染的粘土，酸洗污泥+除塵灰:污染的粘土:粉煤灰=61:37: 2(均折合為干料重量比)，充分攪拌混合成為混合料，將混合料用擠制造粒機造粒成為直徑15毫米，長度25毫米的陶瓷骨料素坯，將成型的濕的陶瓷骨料素坯直接進入回轉窯，經過干燥、燒成，燒成溫度1200°C，成為陶瓷骨料，將從回轉窯出口出來熱的陶瓷骨料吹風冷卻，得到陶瓷骨料產品，陶瓷骨料浸出液中總鉻含量0.4mg/L，六價鉻含量0.03mg/L，堆積密度1100kg/m3，筒壓強度5.2Mpa，用于路基材料。
[0019]實施例3
將不銹鋼酸洗污泥脫水成為含水率50%的酸洗污泥，陶瓷粘土細度100目，酸洗污泥+除塵灰:陶瓷粘土:焦炭粉=40:55: 5(均折合為干料重量比)，充分攪拌混合成為混合料，將混合料經過雙軸真空練泥機練泥后用擠制造粒機造粒成為直徑10毫米，長度20毫米的陶瓷骨料素坯，將成型的濕的陶瓷骨料素坯直接進入回轉窯，經過干燥、燒成，燒成溫度1270°C，成為瓷質陶瓷骨料，將從回轉窯出口出來熱的瓷質陶瓷骨料自然冷卻，得到瓷質陶瓷骨料產品，瓷質陶瓷骨料實心部分吸水率0.2% ,其實心部分是瓷質材料，浸出液中總鉻含量
0.2mg/L，六價鉻含量0.02mg/L，堆積密度1700kg/m3，筒壓強度12Mpa，用于油井裂隙支撐材料。
[0020]實施例4
將用不銹鋼酸洗污泥制造陶瓷骨料的方法中的酸洗污泥、粘土、煤渣各自干燥粉碎，除塵灰一般本身是干燥的細灰，通常不需要干燥粉碎。酸洗污泥+除塵灰:普通粘土:煤渣粉=30:66:4,充分攪拌混合成為混合料，在混合料中加水至適合成型的含水率20% (濕基)，將混合料經過雙軸真空練泥機練泥后用擠制造粒機造粒成為直徑13毫米，長度20毫米的陶瓷骨料素坯，將成型的濕的陶瓷骨料素坯直接進入回轉窯，經過干燥、燒成，燒成溫度1190°C，成為瓷質輕質陶瓷骨料，將從回轉窯出口出來熱的瓷質陶瓷骨料自然冷卻，得到瓷質輕質陶瓷骨料產品，陶瓷骨料實心部分吸水率0.3%，其實心部分是瓷質材料，浸出液中總鉻含量0.12mg/L，六價鉻含量0.002mg/L，堆積密度300kg/m3，筒壓強度4.8Mpa，用于海綿城市建設的路面滲水材料。
【主權項】
1.一種不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料，其特征在于不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料用不銹鋼酸洗污泥和粘土 (普通粘土或已經被危險廢物污染的普通粘土或陶瓷粘土)制造，不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料的浸出液中總鉻含量< I.3mg/L，六價鉻<0.4mg/L，鎳<0.3mg/L，銅< 20mg/L，錳<40mg/L;不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料的堆積密度200kg—1800kg/m3，用作混凝土骨料、路基材料、油井裂隙支撐材料。2.不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于包括以下步驟: a.備料:將不銹鋼酸洗污泥調整為含水率30—50%(濕基)，并在球磨機中球磨成為80—120目的不銹鋼酸洗污泥泥漿，干燥粘土(普通粘土或已經被危險廢物污染的普通粘土或陶瓷粘土)，并用干法粉碎成為細度40—120目的粘土粉;或者將上述不銹鋼酸洗污泥和粘土分別干燥、粉碎成為40—120目粉末后備用； b.配料攪拌混合:不銹鋼酸洗污泥:粘土=25—65:35—75(均折合為干料重量比)，不銹鋼酸洗污泥泥漿與干燥的粘土粉充分攪拌混合成為混合泥料;或者上述不銹鋼酸洗污泥和粘土均是干燥粉料時經過充分混合后加水攪拌成為含水率14 一 25%(濕基)的混合泥料； c.擠制造粒:將上述混合泥料用擠制造粒機造粒成為直徑10—20毫米，長度15—30毫米的不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料素坯； d.回轉窯燒成:將成型的濕的不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料素坯直接進入回轉窯，通過回轉窯到達回轉窯出口逐步完成干燥、燒成全過程，燒成溫度1100—1300°C，成為不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料； e.冷卻:將從回轉窯出口出來熱的不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料經過自然冷卻或風冷卻或水冷卻，得到不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料產品。3.根據權利要求2所述的不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于步驟a中采用已經被危險廢物污染的粘土。4.根據權利要求2所述的不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于步驟a中采用陶瓷粘土，步驟d中采用燒成溫度1220—1300 0C。5.根據權利要求2所述的不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于步驟a、b中按照不銹鋼酸洗污泥:粘土=25—65:35—75(均折合為干料重量比)配料，共同干燥、粉碎成為80—120目粉末后加水攪拌成為含水率15—30 % (濕基)的混合泥料。6.根據權利要求2所述的不銹鋼酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于在配料中加入1-3%的還原劑是煤和/或焦炭和/或粉煤灰和/或爐渣或者其他具有還原性的有機物。
【文檔編號】C09K8/80GK106082735SQ201610417254
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月13日 公開號201610417254.2, CN 106082735 A, CN 106082735A, CN 201610417254, CN-A-106082735, CN106082735 A, CN106082735A, CN201610417254, CN201610417254.2
【發明人】不公告發明人
【申請人】曹樹梁