专利名称：一种钛石膏掺合有毒污泥制砖工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业废弃物的资源化处置，具体是一种钛石膏掺合有毒污泥制砖工艺。
背景技术：
钛石膏是采用硫酸法生产钛白粉时，为治理酸性废水，加入石灰石或电石渣中和酸性废水而产生的废渣，钛石膏为化学副产石膏，其主要成分为CaSO4 · 2H20含量达80%以上。钛石膏是化学石膏的一种，生产1吨硫酸法钛白粉约产生6 10吨钛石膏(含水率 40 50% )，目前我国钛白粉产能230万吨/年，产量150万吨，每年产生钛石膏上千万吨， 并且钛白粉产能继续大幅度增加，钛石膏少量用于水泥缓凝剂外，几乎没有得到较大的利用。钛石膏的排放不仅占用大量土地，又污染环境。由于受到雨水的冲洗，堆砌场上的钛石膏会发生流失，同时钛石膏堆积经日晒风吹后，少部分会以粉末状飘散于大气中，以及沉降到可能接触到的外物表面，既污染环境又威胁健康。若能对钛石膏加以有效的利用，不仅可以保护环境、节约土地、减少不可再生资源的消耗，同时也可为企业带来经济效益。钛石膏含可溶性盐类，淋湿后易渗入地下，进入地表水系统，会影响生态环境；同时大面积堆场表层会脱水粉化，遇季风会产生扬尘，影响作物生长及周边环境。目前，利用钛石膏制砖的研究鲜有报道，在钛石膏中制砖过程中，同时能消耗其他工业废料(如有毒污泥、水淬矿渣、碎石末等)将具有更重要的意义。化工行业的污泥不仅体积庞大，且有机毒物含量高，颗粒细，呈絮状胶体结构，具有高亲水性。我国化工企业每天产生数万吨的剩余污泥，因其含有机毒物，按照我国最新颁布的《国家危险废物名录》规定，农药等化工行业废水处理过程中产生的剩余污泥为危险固体废弃物，须送有资质的危险废物处置中心集中处理，通常采用焚烧处置，处置费用极高。 因此，发明更有效的污泥处理及资源化技术，是迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，一种钛石膏掺合有毒污泥制砖工艺，本发明利用钛石膏以及其他工业废料，采用化学改性免烧结技术代替传统工艺，生产新型生态建材，实现“变废为宝”。本发明的技术方案为一种钛石膏掺合有毒污泥制砖工艺，具体步骤如下(1)、钛石膏在烘箱中150 170°C干燥反应3 6h，再经振动过筛；(2)、有毒污泥经脱水脱毒处理后，再经干燥，得到干化污泥；粉磨过筛；(3)、制砖原料，按以下重量份配比构成干燥反应后的钛石膏50 70份，干化污泥20 30份，活性矿物原料10 20份、激发剂2 6份、早强剂0. 5 1份、减水剂1 2份，干料混勻后，再掺水、搅拌均勻；(4)、用砖机压制成型，制得砖坯；(5)、自然养护后，制得轻质砖。
优选步骤⑵所述的干燥温度为105 110°C，干燥时间为6 12h。优选所述的活性矿物原料至少为水淬矿渣、磷渣、碎石末中的一种；所述激发剂至少为石灰、芒硝、元明粉或明矾中的一种；所述的早强剂至少为硫酸钠，氯化钙或甲酸钙中的一种；所述的减水剂至少为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙或葡萄糖酸钠中的一种。优选上述钛石膏在烘箱中干燥后再经振动过150 250目筛；干化污泥经粉磨过 40 80目筛；活性矿物原料在配料前预先经粉磨过40 80目筛。优选所述加水量控制水灰比(水与制砖原料总质量之比)为1 4 6。优选所述的自然养护为湿砖坯码垛12 M小时，再送到半成品场洒水5 10天， 然后停止浇水自然养护5 15天后即可制得成品砖。其中，上述有毒污泥脱水脱毒处理参照本发明人发明专利CN 101973686A《有毒污泥同步脱水脱毒方法》处理。成品砖的浸出毒性测试，各指标浓度均远远低于GB 5085. 3-2007 (危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别)中限定的浓度值。有益效果①、已有研究主要是将钛石膏用于制备水泥缓凝剂或胶结材料，用钛石膏制砖的研究鲜有报道。②、有毒污泥为南京某化工厂污水处理后产生的剩余污泥，经脱水脱毒处理后，得到一般污泥；再经干燥，得到干化污泥。在用钛石膏制砖的工艺中利用有毒污泥作为原材料的研究尚未见报道。③、在石膏制砖的过程中，已有研究大多使用水泥作为辅料，且水泥的掺量高达 10%左右；本发明用磷渣、碎石末、尾砂等工业废弃物作为辅料，无需添加水泥、粘土、沙等， 因而在原料的选择上具有新颖性。利用钛石膏和有毒污泥，采用化学改性免烧结技术代替传统工艺，生产新型生态建材，不仅能因地制宜地利用工业废弃物(如有毒污泥、磷渣、碎石末等)，有效保护水土资源，控制环境污染，还能发展循环经济。具有重大的环境、经济和社会效益。
具体实施例方式实施例1 在配料前，钛石膏在150°C干燥反应证，再磨细过200目筛；脱水脱毒后的污泥，经 110°C干燥6h得到干化污泥；干化污泥、碎石末、磷渣在配料前过50目筛。本实施例的配方钛石膏68kg 干化污泥21kg碎石末^g 磷· 12kg石灰Ikg芒硝2kg甲酸钙 0.8kg木质素磺酸钙Ukg将上述配方量的原料混合均勻，再加入21kg水混合均勻；将上述物料置于模具内，用制砖机压制成型，制得砖坯；湿砖坯码垛12小时，再送到半成品场洒水4天，然后停止浇水自然养护10天后即可制得成品砖，各项技术指标见表1。
实施例2
在配料前，钛石膏在170℃干燥反应2h，再过150目筛；脱水脱毒后污泥，经105℃干燥12h得到干化污泥；干化污泥、碎石末、磷渣在配料前过40目筛。
本实施例的配方
钛石膏50kg干化污泥22kg
碎石末8kg磷渣9kg
元明粉2kg石灰1．5kg
氯化钙o．5kg甲酸钙o．4kg
木质素磺酸钠1．5kg
将上述配方量的原料混合均匀，再加入16kg水混合均匀；
将上述物料置于模具内，用制砖机压制成型，制得砖坯；湿砖坯码垛18小时，再送到半成品场洒水5天，然后停止浇水自然养护9天后即可制得成品砖，各项技术指标见表l。
实施例3
在配料前，钛石膏在160℃干燥反应4h，再过250目筛；脱水脱毒后污泥，经107℃干燥lOh得到干化污泥；干化污泥、碎石末、磷渣、水淬矿渣在配料前过80目筛。
本实施例的配方
钛石膏55kg干化污泥25kg
碎石末5kg磷渣7kg水淬矿渣4kg
元明粉lkg芒硝o．5kg明矾1．5kg
硫酸钠lkg
葡萄糖酸钠lkg木质素磺酸钙o．2kg
将上述配方量的原料混合均匀，再加入25kg水混合均匀；
将上述物料置于模具内，用制砖机压制成型，制得砖坯；湿砖坯码垛24小时，再送到半成品场洒水8天，然后停止浇水自然养护lo天后即可制得成品砖。各项技术指标见表l。表1实施例中砖的各项指标检测结果
权利要求
1.一种钛石膏掺合有毒污泥制砖工艺，具体步骤如下(1)、钛石膏在烘箱中150 170°C干燥反应3 6h，再经振动过筛；O)、有毒污泥经脱水脱毒处理后，再经干燥，得到干化污泥；粉磨过筛；(3)、制砖原料，按以下重量份配比构成干燥反应后的钛石膏50 70份，干化污泥 20 30份，活性矿物原料10 20份、激发剂2 6份、早强剂0. 5 1份、减水剂1 2 份，干料混勻后，再掺水、搅拌均勻；(4)、用砖机压制成型，制得砖坯；(5)、自然养护后，制得轻质砖。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于步骤( 所述的干燥温度为105 110°C， 干燥时间为6 12h。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的活性矿物原料至少为水淬矿渣、磷渣、碎石末中的一种。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述激发剂至少为石灰、芒硝、元明粉或明矾中的一种；所述的早强剂至少为硫酸钠，氯化钙或甲酸钙中的一种；所述的减水剂至少为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙或葡萄糖酸钠中的一种。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于钛石膏在烘箱中干燥后再经振动过150 250目筛；干化污泥经粉磨过40 80目筛；活性矿物原料在配料前预先经粉磨过40 80 目筛。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述加水量控制水与制砖原料总质量比为 1 4 6。
7.据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的自然养护为湿砖坯码垛12 M小时， 再送到半成品场洒水5 10天，然后停止浇水自然养护5 15天后即可制得成品砖。
全文摘要
本发明涉及一种工业废弃物的资源化处置，具体是一种钛石膏掺合有毒污泥制砖工艺。有毒污泥经脱水脱毒处理后，再经干燥，得到干化污泥；原料配比为钛石膏50～70份，干化污泥20～30份，活性矿物原料10～20份、激发剂2～6份、早强剂0.5～1份、减水剂1～2份。将原料混匀后掺水，搅拌均后，再用砖机压在制成型，制得砖坯；砖坯经自然养护一定时间后即可制得成品砖。利用钛石膏和有毒污泥制砖，实现“变废为宝”，发展循环经济。能因地制宜地利用工业废弃物，有效保护水土资源，控制环境污染。具有重大的环境、经济和社会效益。
文档编号C04B28/14GK102180636SQ20111006630
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月18日 优先权日2011年3月18日
发明者俞敏洁, 徐炎华, 胡俊, 赵浩, 赵贤广, 顾勇 申请人:南京工业大学