不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料及其制造方法
【专利摘要】“不锈钢酸洗污泥陶瓷骨及其制造方法”涉及危险废物治理、长期安全、骨料生产，按照不锈钢酸洗污泥:粘土﹦25—65:35—75重量比配料，将不锈钢酸洗污泥与粘土或已经被危险废物污染的粘土或陶瓷粘土及还原剂充分混合，用挤制造粒机造粒成为直径8—18毫米，长度10—30毫米的陶瓷骨料素坯；回转窑干燥、烧成为陶瓷骨料，将陶瓷骨料以自然冷却或风冷却或水冷却，得到陶瓷骨料产品，陶瓷骨料浸出液中总铬含量＜1.3mg/L，六价铬＜0.4mg/L，镍＜0.4mg/L,铜＜15mg/L,锰＜40mg/L,用于混凝土骨料、路基材料、油井裂隙支撑材料。
【专利说明】
不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料及其制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用不锈钢酸洗污泥制造陶瓷骨料的方法，属于危险废物资源化技术领域。
【背景技术】
[0002]在不锈钢生产过程中产出的不锈钢酸洗污泥和除尘灰含有铬、六价铬和各种有害物质，是国家规定的危险废物，属于国家危险废物名录中的HW17和HW21类，是表面处理废物和含铬废物类，不锈钢酸洗污泥和除尘灰放在一起处理，统称不锈钢酸洗污泥，目前治理主要采用化学还原除毒后填埋等方式，通常采用硫酸亚铁、硫酸等将剧毒的六价铬(Cr6+)还原成为低毒的三价铬(Cr3+)，但是氧化还原反应是可逆反应，不够稳定，填埋物要经过目前难以预料的时间、空间、环境变化等各种因素的考验，具有明显的环境风险。
[0003]包括不锈钢酸洗污泥的我国危险废物目前年产生量6000万吨左右，还在逐年增加，我国人口和工业集中在东部，大量的垃圾、固体废物、危险废物的填埋地不但需要长期的管理、维护，还会占据我国东部有限的土地，大量填埋地也是今后国土安全的重大隐患。
[0004]应该为固体废物、危险废物、焚烧飞灰、残渣找到出路，出路应该是形成某种商品并且是永久安全的，这种商品本身具有巨大的市场需求量，足够容纳由固体废物、危险废物、焚烧飞灰、残渣形成的新的、合格的商品的数量。
【发明内容】
[0005]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料，其特征在于不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料用不锈钢酸洗污泥和粘土 (普通粘土或已经被危险废物污染的普通粘土或陶瓷粘土)制造，不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料的浸出液中总铬含量<1.3mg/L，六价铬<0.4mg/L，镍<0.3mg/L，铜<20mg/L，锰<40mg/L;不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料的堆积密度200kg—1800kg/m3，用作混凝土骨料、路基材料、油井裂隙支撑材料。
[0006]不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于包括以下步骤:
a.备料:将不锈钢酸洗污泥调整为含水率30—50%(湿基)，并在球磨机中球磨成为80—120目的不锈钢酸洗污泥泥浆，干燥粘土(普通粘土或已经被危险废物污染的普通粘土或陶瓷粘土)，并用干法粉碎成为细度40—120目的粘土粉;或者将上述不锈钢酸洗污泥和粘土分别干燥、粉碎成为40—120目粉末后备用；
b.配料搅拌混合:不锈钢酸洗污泥:粘土=25—65:35-75(均折合为干料重量比)，不锈钢酸洗污泥泥浆与干燥的粘土粉充分搅拌混合成为混合泥料；或者上述不锈钢酸洗污泥和粘土均是干燥粉料时经过充分混合后加水搅拌成为含水率14一25% (湿基)的混合泥料；根据污泥与粘土中的硅酸盐含量调整比例，使混合泥料中有足够的成瓷物质；电镀污泥高温状态比干燥状态减量，可以减少粘土加入的比例，以达到最终物质减量和节能的效果；
c.挤制造粒:将上述混合泥料用挤制造粒机造粒成为直径10—20毫米，长度15—30毫米的不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料素坯；
d.回转窑烧成:将成型的湿的不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料素坯直接进入回转窑，通过回转窑到达回转窑出口逐步完成干燥、烧成全过程，烧成温度1100—1300°C，成为不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料；
e.冷却:将从回转窑出口出来热的不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料经过自然冷却或风冷却或水冷却，得到不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料产品。
[0007]本发明不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于步骤a中采用已经被危险废物污染的粘土。
[0008]本发明不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于步骤a中采用陶瓷粘土，步骤d中采用烧成温度1220—1300°C。
[0009]本发明不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于步骤a、b中按照不锈钢酸洗污泥:粘土=25—65:35—75(均折合为干料重量比)配料，共同干燥、粉碎成为80—120目粉末后加水搅拌成为含水率15—30 % (湿基)的混合泥料。
[0010]本发明不锈钢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%的还原剂是煤和/或焦炭和/或粉煤灰和/或炉渣或者其他具有还原性的有机物。
[0011]不锈钢酸洗污泥含有铬、镍、铜、锰等重金属及有害物质，本发明以不锈钢酸洗污泥和粘土为原料充分混合，高温烧成，破坏原有的各种物质的分子结构，形成二氧化碳、二氧化硫、氯化氢气体等，形成新的矿物晶体和玻璃相，铬与粘土中硅酸盐形成新的矿物并被玻璃相充分裹覆，最终产物是含铬矿物、玻璃、气孔组成的陶瓷固体，其结合键是原子键和离子键，相当于自然界存在上亿年的含铬的自然矿物，是永久安全的。烟气经过收集和处理实现利用和无害化。
[0012]不锈钢酸洗污泥与粘土形成的陶瓷骨料素坯在高温中产生大量玻璃相，在回转窑中一边滚动，一边前进，具有新的矿物晶粒、玻璃相、气孔的高温陶瓷骨料素坯由于滚动、运动，而不容易互相粘结，能进行最充分的反应，高度瓷化。
[0013]不锈钢酸洗污泥与陶瓷粘土形成的陶瓷骨料具有更高的强度、硬度和稳定性，这是因为陶瓷粘土比普通粘土氧化硅、氧化铝含量高，杂质少，烧成温度范围宽，烧成温度高，气孔少、致密度高，是高强度骨料。
[0014]不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料的密度，是由陶瓷骨料中的气孔多少决定的，气孔多少是由高温下陶瓷素坯中产生高温玻璃相同时产生气体量多少、蒸汽压、当时玻璃相的粘度、生产工艺、生产目的优先程度等因素决定的。
[0015]我国建筑业每年开采碎石、卵石100亿吨左右相当于数十亿立方米，使用建筑砂数十亿吨，生产水泥20余亿吨，开采碎石、卵石、建筑砂破坏环境，应该逐步减少。
[0016]我国用粘土、粉煤灰、煤矸石、页岩等每年生产2000余万立方米陶粒，一般陶粒堆积密度200kg — 1200kg/m3，一般碎石、卵石堆积密度1200kg—1600kg/m3，碎石、卵石、陶粒在建筑业统称骨料，或称集料，用不锈钢酸洗污泥制造的陶瓷骨料可以具有各种密度、强度、用途。
[0017]具体实施方法
实施例1
将不锈钢酸洗污泥脱水成为含水率35 %的酸洗污泥，酸洗污泥+除尘灰:普通粘土:煤粉=62:36: 2(均折合为干料重量比)，充分搅拌混合成为混合料，将混合料用挤制造粒机造粒成为直径12毫米，长度22毫米的陶瓷骨料素坯，将成型的湿的陶瓷骨料素坯直接进入回转窑，经过干燥、烧成，烧成温度1180 °C，成为陶瓷骨料，将从回转窑出口出来热的陶瓷骨料喷水冷却，得到陶瓷骨料产品，陶瓷骨料浸出液中总铬含量1.2mg/L，六价铬含量0.3mg/L，堆积密度600kg/m3，筒压强度4.3Mpa，用于混凝土骨料。
[0018]实施例2
将不锈钢酸洗污泥脱水成为含水率40%的酸洗污泥与含水率8%，已经被酸洗污泥严重污染的粘土，酸洗污泥+除尘灰:污染的粘土:粉煤灰=61:37: 2(均折合为干料重量比)，充分搅拌混合成为混合料，将混合料用挤制造粒机造粒成为直径15毫米，长度25毫米的陶瓷骨料素坯，将成型的湿的陶瓷骨料素坯直接进入回转窑，经过干燥、烧成，烧成温度1200°C，成为陶瓷骨料，将从回转窑出口出来热的陶瓷骨料吹风冷却，得到陶瓷骨料产品，陶瓷骨料浸出液中总铬含量0.4mg/L，六价铬含量0.03mg/L，堆积密度1100kg/m3，筒压强度5.2Mpa，用于路基材料。
[0019]实施例3
将不锈钢酸洗污泥脱水成为含水率50%的酸洗污泥，陶瓷粘土细度100目，酸洗污泥+除尘灰:陶瓷粘土:焦炭粉=40:55: 5(均折合为干料重量比)，充分搅拌混合成为混合料，将混合料经过双轴真空练泥机练泥后用挤制造粒机造粒成为直径10毫米，长度20毫米的陶瓷骨料素坯，将成型的湿的陶瓷骨料素坯直接进入回转窑，经过干燥、烧成，烧成温度1270°C，成为瓷质陶瓷骨料，将从回转窑出口出来热的瓷质陶瓷骨料自然冷却，得到瓷质陶瓷骨料产品，瓷质陶瓷骨料实心部分吸水率0.2% ,其实心部分是瓷质材料，浸出液中总铬含量
0.2mg/L，六价铬含量0.02mg/L，堆积密度1700kg/m3，筒压强度12Mpa，用于油井裂隙支撑材料。
[0020]实施例4
将用不锈钢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，除尘灰一般本身是干燥的细灰，通常不需要干燥粉碎。酸洗污泥+除尘灰:普通粘土:煤渣粉=30:66:4,充分搅拌混合成为混合料，在混合料中加水至适合成型的含水率20% (湿基)，将混合料经过双轴真空练泥机练泥后用挤制造粒机造粒成为直径13毫米，长度20毫米的陶瓷骨料素坯，将成型的湿的陶瓷骨料素坯直接进入回转窑，经过干燥、烧成，烧成温度1190°C，成为瓷质轻质陶瓷骨料，将从回转窑出口出来热的瓷质陶瓷骨料自然冷却，得到瓷质轻质陶瓷骨料产品，陶瓷骨料实心部分吸水率0.3%，其实心部分是瓷质材料，浸出液中总铬含量0.12mg/L，六价铬含量0.002mg/L，堆积密度300kg/m3，筒压强度4.8Mpa，用于海绵城市建设的路面渗水材料。
【主权项】
1.一种不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料，其特征在于不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料用不锈钢酸洗污泥和粘土 (普通粘土或已经被危险废物污染的普通粘土或陶瓷粘土)制造，不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料的浸出液中总铬含量< I.3mg/L，六价铬<0.4mg/L，镍<0.3mg/L，铜< 20mg/L，锰<40mg/L;不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料的堆积密度200kg—1800kg/m3，用作混凝土骨料、路基材料、油井裂隙支撑材料。2.不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于包括以下步骤: a.备料:将不锈钢酸洗污泥调整为含水率30—50%(湿基)，并在球磨机中球磨成为80—120目的不锈钢酸洗污泥泥浆，干燥粘土(普通粘土或已经被危险废物污染的普通粘土或陶瓷粘土)，并用干法粉碎成为细度40—120目的粘土粉;或者将上述不锈钢酸洗污泥和粘土分别干燥、粉碎成为40—120目粉末后备用； b.配料搅拌混合:不锈钢酸洗污泥:粘土=25—65:35—75(均折合为干料重量比)，不锈钢酸洗污泥泥浆与干燥的粘土粉充分搅拌混合成为混合泥料;或者上述不锈钢酸洗污泥和粘土均是干燥粉料时经过充分混合后加水搅拌成为含水率14 一 25%(湿基)的混合泥料； c.挤制造粒:将上述混合泥料用挤制造粒机造粒成为直径10—20毫米，长度15—30毫米的不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料素坯； d.回转窑烧成:将成型的湿的不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料素坯直接进入回转窑，通过回转窑到达回转窑出口逐步完成干燥、烧成全过程，烧成温度1100—1300°C，成为不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料； e.冷却:将从回转窑出口出来热的不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料经过自然冷却或风冷却或水冷却，得到不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料产品。3.根据权利要求2所述的不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于步骤a中采用已经被危险废物污染的粘土。4.根据权利要求2所述的不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于步骤a中采用陶瓷粘土，步骤d中采用烧成温度1220—1300 0C。5.根据权利要求2所述的不锈钢酸洗污泥陶瓷骨料制造方法，其特征在于步骤a、b中按照不锈钢酸洗污泥:粘土=25—65:35—75(均折合为干料重量比)配料，共同干燥、粉碎成为80—120目粉末后加水搅拌成为含水率15—30 % (湿基)的混合泥料。6.根据权利要求2所述的不锈钢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%的还原剂是煤和/或焦炭和/或粉煤灰和/或炉渣或者其他具有还原性的有机物。
【文档编号】C09K8/80GK106082735SQ201610417254
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月13日 公开号201610417254.2, CN 106082735 A, CN 106082735A, CN 201610417254, CN-A-106082735, CN106082735 A, CN106082735A, CN201610417254, CN201610417254.2
【发明人】不公告发明人
【申请人】曹树梁