一种工农城固废基陶粒及其制备方法和应用与流程

1.本发明涉及固废资源化利用技术领域，具体涉及一种工农城固废基陶粒及其制备方法和应用。


背景技术：

2.固废主要有工业固废、城市固废和农业固废，其中，工业大宗固废主要包括煤矸石、粉煤灰、尾矿、冶炼渣和脱硫石膏等。农业固废主要为秸秆、农用薄膜等。城市固废主要包括生活垃圾、城市污泥和建筑垃圾、园林废弃物和医疗垃圾等，对工农城大宗主要固废跨产业、跨区域协同化、资源化处理和综合利用，以废治废，成为解决这些固废的有效手段和方法。
3.陶粒作为一种轻集料，可以取代普通砂石配制轻集料混凝土，在建筑、环保、冶金、化工、石油、农业等部门有着广泛用途，以固废为原料制备陶粒是一种重要的资源化处理和综合利用途径。例如，中国专利cn106495731a公开了一种以江河湖海污泥和贝壳类粉为原料生产的陶粒，原料：贝壳粉、高岭土、草炭灰、硅质页岩、炉渣、粉煤灰、沸石、江河湖海污泥和泥炭。该陶粒的污水处理效果好，尤其适用于重金属物质的吸附；还适用于建筑材料，能吸附建筑装修过程中产生的有害物质；还能解决大量废弃贝壳堆放所带来的环境污染问题，保护环境。然而，该陶粒的筒压强度在4.8mpa以下，筒压强度低。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工农城固废基陶粒及其制备方法和应用，本发明提供的工农城固废基陶粒水处理效果好且筒压强度高。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种工农城固废基陶粒，制备原料包括：陶粒基料和粘结剂；
7.所述陶粒基料包括以下质量百分含量的制备原料：城市污泥30～40％，有机炭质混合料10～15％和煤基固废均质体45～60％；所述城市污泥以干重计；
8.所述煤基固废均质体的制备原料包括机械活化粉煤灰、煤矸石和脱硫石膏；
9.所述有机炭质混合料的制备原料包括秸秆和园林废弃物。
10.优选的，所述工农城固废基陶粒的粒度为10～20mm。
11.优选的，所述城市污泥的含水率为55～65wt％。
12.优选的，所述机械活化粉煤灰、煤矸石和脱硫石膏的质量比为(50～70):(20～25):(10～25)；
13.所述机械活化粉煤灰的d
90
粒度为-30μm，烧失量为4.0～12.0％，含水率为2～3wt％；
14.所述煤矸石的粒度为0～-4.75mm且不为0mm；
15.所述脱硫石膏的烧失量为10～23％，含水率为5～12wt％。
16.优选的，所述煤矸石为级配煤矸石，所述级配煤矸石包括以下质量百分含量的组
分：细粒级煤矸石30～35％，小粒级煤矸石15～20％，中粒级煤矸石15～20％和粗粒级煤矸石35～40％；所述细粒级煤矸石的粒径为0～-0.6mm；所述小粒级煤矸石的粒径为+0.6～-1.18mm；所述中粒级煤矸石的粒径为+1.18～-2.36mm；所述粗粒级煤矸石的粒径为+2.36～-4.75mm。
17.优选的，所述秸秆和园林废弃物的质量比为1:(0.5～0.8)。
18.优选的，所述陶粒基料和粘结剂的质量比为1：(0.01～0.03)；
19.所述粘结剂包括水玻璃或硅酸钠-氢氧化钠混合水溶液；所述水玻璃的波美度为39～40度；所述硅酸钠-氢氧化钠混合水溶液的模数为1.5～3。
20.本发明提供了上述技术方案所述工农城固废基陶粒的制备方法，包括以下步骤：
21.(1)将秸秆和园林废弃物进行均质化处理后炭化，得到有机炭质混合料；
22.(2)将机械活化粉煤灰、煤矸石和脱硫石膏进行均质化处理，得到煤基固废均质体；
23.(3)将城市污泥、所述有机炭质混合料和所述煤基固废均质体混合，得到陶粒基料；
24.(4)将所述陶粒基料和粘结剂混合，进行压制成球后焙烧，得到工农城固废基陶粒；
25.所述步骤(1)和步骤(2)没有时间先后顺序。
26.优选的，所述炭化的温度为550～650℃，时间为30～45min；
27.所述焙烧包括依次进行预热阶段、升温阶段和焙烧阶段；所述预热阶段的温度为25～150℃，时间为15～20min；所述升温阶段的升温速率为20～30℃/min，升温后的温度为350～450℃；所述焙烧阶段的温度为1050～1100℃，保温时间为20～25min，焙烧气氛为保护气氛。
28.本发明提供了上述技术方案所述的工农城固废基陶粒或上述技术方案所述制备方法得到的工农城固废基陶粒在污水处理或废气处理中的应用。
29.本发明提供了一种工农城固废基陶粒，制备原料包括：陶粒基料和粘结剂；所述陶粒基料包括以下质量百分含量的制备原料：城市污泥30～40％，有机炭质混合料10～15％和煤基固废均质体45～60％；所述煤基固废均质体的制备原料包括机械活化粉煤灰、煤矸石和脱硫石膏；所述有机炭质混合料的制备原料包括秸秆和园林废弃物。本发明协同利用工业固废(煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏)、城市固废(城市污泥及园林废弃物)和农业固废(秸秆)，充分发挥这些固废的原料特性，利用煤矸石、城市污泥、园林废弃物和秸秆的热值以及它们在焙烧中逐渐释放出反应气(h2o、co2、co、so2)来控制和调节陶粒的性能，利用煤矸石中矿物质作为骨架的特性，增强陶粒的强度；利用粉煤灰和城市污泥的铝硅质组分的活性和多孔结构及与脱硫石膏的胶凝特性，优化陶粒的孔结构；利用园林废物和秸秆炭化后有机炭质混合料的活性和多孔特性，增强陶粒对于污水和废气的吸附净化活性。如实施例测试结果所示：本发明提供的工农城固废基陶粒的筒压强度为5.9～6.5mpa，堆密度为659～736kg/m3，1h吸水率为6.8～7.4％，孔隙率为61～68％，比表面积为(5～5.5)
×
105cm2/g，对于po
43-、pb
2+
、cd
2+
和cu
2+
的去除率分别为91.3～94.5％、71.7～76.3％、64.1～67.2％和86.9～89.3％。
30.本发明提供了上述技术方案所述工农城固废基陶粒的制备方法。本发明提供的制
备方法，以工业固废、城市固废和农业固废为制备原料，原料来源广，成本低，适宜工业化生产，实现了固体废弃物的资源化利用，减少了固体废弃物对于环境的污染，具有良好的社会经济效益。
附图说明
31.图1为有机炭质混合料的制备工艺流程图；
32.图2为煤基固废均质体的制备工艺流程图；
33.图3为工农城固废基陶粒的制备工艺流程图。
具体实施方式
34.本发明提供了一种工农城固废基陶粒，制备原料包括：陶粒基料和粘结剂。在本发明中，所述陶粒基料包括以下质量百分含量的制备原料：城市污泥30～40％，优选为32～38％，更优选为34～36％，进一步优选为35％；有机炭质混合料10～15％，优选为10.5～14.5％，更优选为11～14％，进一步优选为12～13％；煤基固废均质体45～60％，优选为48～58％，更优选为50～55％，进一步优选为52～53％。
35.在本发明中，所述城市污泥的含水率优选为55～65wt％，更优选为58～62wt％，进一步优选为60wt％；所述城市污泥优选为生活污水处理厂的脱水污泥；所述脱水污泥优选由生活污水处理厂污泥脱水得到；所述生活污水处理厂污泥的含水率优选为65％～80wt％，更优选为70～75wt％；所述脱水的温度优选为25～100℃，更优选为75～90℃，本发明对于所述脱水的时间没有特殊限定，脱水所得城市污泥的含水率为55～65wt％即可；城市污泥中含有一定的sio2、al2o3成分，本发明在上述条件下进行脱水，污泥中的有机物亦被烧失而变成含一定孔状结构物。在本发明的具体实施例中，所述城市污泥的主要化学成分优选如表1所示：
36.表1污泥的主要化学成分(干重)
37.化学成分sio2al2o3fe2o3caomgok2ona2otio2p2o5质量含量/％24.7221.3912.9015.794.802.801.501.0514.05
38.在本发明中，所述有机炭质混合料的制备原料优选包括秸秆和园林废弃物；所述秸秆优选包括玉米秸秆和/或小麦秸秆；所述园林废弃物优选包括城市园林修剪的枝条。在本发明中，所述秸秆和园林废弃物的质量比优选为1:(0.5～0.8)，更优选为1:(0.55～0.75)，进一步优选为优选为1:(0.6～0.7)。在本发明的具体实施例中，所述玉米秸秆的主要成分优选如表2所示，所述园林废弃物的元素分析结果优选如表3所示：
39.表2玉米秸秆的主要成分
40.项目水分挥发分灰分固定碳质量含量/％3.48～5.3771.21～72.364.48～5.5017.51～17.86
41.表3园林废弃物的元素分析结果
42.成分conhs质量含量/％36.1958.151.084.370.21
43.在本发明中，所述煤基固废均质体的制备原料包括机械活化粉煤灰、煤矸石和脱
硫石膏；所述机械活化粉煤灰、煤矸石和脱硫石膏的质量比优选为(50～70):(20～25):(10～25)，更优选为(55～65):(21～24):(12～22)，进一步优选为(60～62):(22～23):(15～20)。
44.在本发明中，所述机械活化粉煤灰的d
90
粒度优选为-30μm(即粒径小于30μm的颗粒的质量分数占90％)；所述机械活化粉煤灰的烧失量优选为4.0～12.0％，更优选为5～10％，进一步优选为7～8％；含水率优选为2～3wt％，更优选为2.2～2.8wt％，进一步优选为2.4～2.5wt％；所述机械活化粉煤灰的表观密度优选为2100～2250kg/m3，更优选为2110～2240kg/m3，进一步优选为2120～2230kg/m3。在本发明中，所述机械活化粉煤灰优选由粉煤灰进行机械活化磨细处理得到；所述机械活化磨细处理优选在球磨机中进行。在本发明中，所述机械活化粉煤灰的物料颗粒形状优选为珠状颗粒和/或无定形渣状颗粒，所述珠状颗粒优选包括漂珠、子母珠、密实微珠和富铁微珠；所述无定形渣状颗粒包括海绵状玻璃体和碳粒。在本发明的具体实施例中，所述粉煤灰的化学成分如表4所示：
45.表4粉煤灰的化学成分
46.化学成分sio2al2o3fe2o3caomgok2otio2烧失量质量含量/％45.8527.753.611.641.630.141.0618.32
47.在本发明中，所述煤矸石的粒度优选为0～-4.75mm；所述煤矸石优选为级配煤矸石，所述级配煤矸石优选包括以下质量百分含量的组分：细粒级煤矸石30～35％，更优选为31～34％，进一步优选为32～33％；小粒级煤矸石15～20％，更优选为16～19％，进一步优选为17～18％；中粒级煤矸石15～20％，更优选为16～19％，进一步优选为17～18％；和粗粒级煤矸石35～40％，更优选为36～39％，进一步优选为37～38％；所述细粒级煤矸石的粒径为0～-0.6mm；所述小粒级煤矸石的粒径为+0.6～-1.18mm；所述中粒级煤矸石的粒径为+1.18～-2.36mm；所述粗粒级煤矸石的粒径为+2.36～-4.75mm；其中，-表示小于，+表示大于等于。
48.在本发明中，所述级配煤矸石的制备方法优选包括以下步骤：将煤矸石(粒度≤100mm)进行破碎、磨矿、筛分和级配处理，得到级配煤矸石；本发明对于所述破碎、磨矿、筛分和级配处理没有特殊限定，能够得到上述级配煤矸石即可。在本发明的具体实施例中，所述的煤矸石优选为煤炭开采和洗选加工排放的固废废弃物，主要物相成分优选为石英、长石、高岭石、蒙脱石、绿泥石、云母、黄铁矿和菱铁矿，主要成分如表5所示：
49.表5煤矸石的化学成分
50.化学成分sio2al2o3fe2o3caomgok2otio2质量含量/％55.00～70.0012.00～38.002.28～14.630.42～2.320.44～2.410.6～3.20.9～4.0
51.在本发明中，所述脱硫石膏的烧失量优选为10～23％，更优选为12～20％，进一步优选为15～18％；所述脱硫石膏的含水率优选为5～12wt％，更优选为6～10wt％，更优选为8～9wt％；所述脱硫石膏的表观密度优选为1100～1238kg/m3，更优选为1150～1220kg/m3，进一步优选为1180～1200kg/m3。在本发明的具体实施例中，所述脱硫石膏为矸石电厂排放的脱硫石膏，所述脱硫石膏的主要物相成分为caso4·
2h2o，还含有少量caso4·
0.5h2o和caco3。在本发明的具体实施例中，所述脱硫石膏的化学成分如表6所示。
52.表6脱硫石膏的化学成分
53.成份caso4·
2h2ocaso4·
0.5h2ocaco3含水量其它
质量含量％77.345.643.6110.323.09
54.在本发明中，所述粘结剂优选包括水玻璃或硅酸钠-氢氧化钠混合水溶液；所述水玻璃的波美度优选为39～40度，更优选为39.5度；所述硅酸钠-氢氧化钠混合水溶液的模数优选为1.5～3，更优选为2～2.5。
55.在本发明中，所述陶粒基料和粘结剂的质量比优选为1：(0.01～0.03)，更优选为1：(0.015～0.025)，进一步优选为1：0.02。
56.在本发明中，所述工农城固废基陶粒的粒度优选为10～20mm，更优选为12～18mm，进一步优选为14～16mm。
57.本发明提供了上述技术方案所述工农城固废基陶粒的制备方法，包括以下步骤：
58.(1)将秸秆和园林废弃物进行均质化处理后炭化，得到有机炭质混合料；
59.(2)将机械活化粉煤灰、煤矸石和脱硫石膏进行均质化处理，得到煤基固废均质体；
60.(3)将城市污泥、所述有机炭质混合料和所述煤基固废均质体混合，得到陶粒基料；
61.(4)将所述陶粒基料和粘结剂混合，进行压制成球后焙烧，得到工农城固废基陶粒；
62.所述步骤(1)和步骤(2)没有时间先后顺序。
63.在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
64.本发明将秸秆和园林废弃物进行均质化处理后炭化，得到有机炭质混合料。在本发明中，所述有机炭质混合料的制备工艺流程图如图1所示。在本发明中，所述均质化处理前优选先将秸秆和园林废弃物进行粉碎，所述粉碎优选在剪切粉碎机中粉碎至粒度＜50mm。在本发明中，所述均质化处理优选在螺旋搅拌机中进行，所述均质化处理的转速优选为45～75r/min，更优选为50～70r/min，进一步优选为60r/min；所述均质化处理的时间优选为3～5min，更优选为3.5～4.5min，进一步优选为4min。在本发明中，所述炭化的温度优选为550～650℃，更优选为580～620℃，进一步优选为600℃；所述炭化的时间优选为30～45min，更优选为32～42min，进一步优选为35～40min。完成所述炭化后，本发明优选还包括将所述炭化物料进行粉碎，得到有机炭质混合料。在本发明中，所述粉碎优选在剪切粉碎机中粉碎至粒度≤3mm。
65.本发明将机械活化粉煤灰、煤矸石和脱硫石膏进行均质化处理，得到煤基固废均质体。在本发明中，所述煤基固废均质体的制备工艺流程图如图2所示。在本发明中，所述均质化处理优选在螺旋搅拌机中进行，所述均质化处理的转速优选为60～120r/min，更优选为70～110r/min，进一步优选为80～100r/min；所述均质化处理的时间优选为3～5min，更优选为3.5～4.5min，进一步优选为4min。
66.得到有机炭质混合料和煤基固废均质体后，本发明将城市污泥、所述有机炭质混合料和所述煤基固废均质体混合，得到陶粒基料。本发明对于所述混合没有特殊限定，能够讲原料混合均匀即可，具体如搅拌混合；所述搅拌混合优选在搅拌机中进行，所述混合的时间优选3～5min，更优选为4min。
67.到陶粒基料后，本发明将所述陶粒基料和粘结剂混合，进行压制成球后焙烧，得到
工农城固废基陶粒。本发明对于所述混合没有特殊限定，能够将原料混合均匀即可，具体如搅拌混合；所述搅拌混合优选在搅拌机中进行，所述混合的时间优选为3～5min，更优选为4min。在本发明中，所述压制成球优选在成球机中进行，本发明对于所述压制成球没有特殊限定，能够得到粒径为10～20mm的坯料陶球粒即可。在本发明中，所述焙烧优选包括依次进行预热阶段、升温阶段和焙烧阶段；所述预热阶段的温度优选为25～150℃，更优选为30～120℃，进一步优选为50～100℃，时间优选为15～20min，更优选为16～19min，进一步优选为17～18min；所述升温阶段的升温速率优选为20～30℃/min，更优选为22～28℃/min，进一步优选为24～26℃/min，升温后的温度优选为350～450℃，更优选为380～430℃，进一步优选为390～410℃；所述焙烧阶段的温度优选为1050～1100℃，更优选为1060～1090℃，进一步优选为1070～1080℃，保温时间优选为20～25min，更优选为21～24min，进一步优选为22～23min，焙烧气氛优选为保护气氛，更优选为氮气、氩气或氦气，所述保护气氛优选在升温阶段结束后通入；温度由升温阶段的温度升至焙烧阶段的温度的升温速率优选为20～30℃/min，更优选为22～28℃/min，进一步优选为24～26℃/min；所述焙烧优选在马弗炉或隧道窑中进行。本发明通过通入氮气，一方面避免其中的有机炭质混合料过烧影响陶粒强度，同时也控制气体释出(结晶水h2o、co、co2、so2)，改善陶粒的孔结构。完成所述焙烧后，本发明优选还包括将所得焙烧陶粒冷却至室温，得到工农城固废基陶粒。本发明对于所述冷却没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的冷却方式即可，具体如自然冷却。
68.本发明基于工农城市固废的综合处置与利用，与其它陶粒制备的不同之处在于，本发明制备工农城固废基陶粒的基本原理是：园林废弃物和秸秆经过低温炭化使之失去部分挥发份和水份，变成含有少量有机挥发份的一种活性的有机炭质混合料；煤矸石经过破碎、磨矿、筛分和级配处理后粒度变小，颗粒表面能增大而得到活化。粉煤灰经过机械活化磨细处理，表面能也进一步增大，活性得到进一步强化。脱硫石膏本身作为胶凝剂和活化剂对煤矸石和粉煤灰等煤基固废均质体起到胶凝粘结作用。由于城市污泥中含有一定的sio2和al2o3成分，在高温下脱水，其中大部分有机物被烧失而变成含一定孔状结构物。粘结剂将陶粒基料中有关组分粘结在一起，随着水份的失去粘结性进一步增强。将秸秆、园林废弃物、煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏和城市污泥混合制成的陶粒先进行缓慢升温，使其有机组分在低温下进一步释放出多环芳烃和焦油等有机粘结物，并在高温下随有机组分和煤基固废均质体中的煤碳一起失去挥发份而进一步碳化，形成孔状结构丰富、合理，具有高活性的工农城固废基陶粒。
69.本发明提供了上述技术方案所述的工农城固废基陶粒或上述技术方案所述制备方法得到的工农城固废基陶粒在污水处理或废气处理中的应用。在本发明中，所述污水优选包括城市污水、有机物废水或无机有毒废水；所述有机污水优选包括皮革污水、冶金含油污水和化工污水中的一种或几种；所述无机有毒废水优选包括含重金属离子的废水，更优选为重金属离子含量超标的废水；所述废气优选包括垃圾焚烧废气、电厂燃烧废气及锅炉燃烧废气等。在本发明中，所述工农城固废基陶粒优选用于净化重金属和/或含磷污染物，更优选包括pb
2+
、cu
2+
、cd
2+
等重金属和po
43-或氮类等离子中的一种或几种。在本发明中，所述污水或废气中重金属和/或含磷污染物与工农城固废基陶粒的质量比优选为1：100～1：1000，更优选为1：200～1：900。在本发明中，所述污水处理和或废气处理的时间独立地优选为6～15h，更优选为8～12h。
70.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
71.实施例1
72.按照图3所示的工艺流程图制备工农城固废基陶粒，具体步骤如下：
73.(1)将玉米秸秆(表2)和园林废弃物(表3)粉碎至粒度＜50mm的碎料，然后将粉碎后的秸秆和园林废弃物按质量比为1:0.6置于螺旋搅拌机中，在室温、60r/min条件下均质化处理4min，然后置于炭化炉中在600℃条件下炭化35min，置于剪切粉碎机中掏碎至粒度≤3mm，得到有机炭质混合料；
74.(2)将粉煤灰(表4)置于球磨机中室温条件下机械活化磨细处理，得到d90为-30μm的机械活化粉煤灰；在室温条件下，将煤矸石(表5)进行多次破碎、磨矿、筛分与级配处理，得到粒度0～4.75mm的级配煤矸石，其中，级配煤矸石的组成为：细粒级煤矸石(粒径0～-0.6mm，30wt％)、小粒级煤矸石(粒径为+0.6～-1.18mm，15wt％)、中粒级煤矸石(粒径为+1.18～-2.36mm，20wt％)和粗粒级煤矸石(粒径为+2.36～-4.75mm，35wt％)；将机械活化粉煤灰、级配煤矸石与脱硫石膏(表6)按质量比为60:20:20置于螺旋搅拌机中，在室温、80r/min条件下均质化处理时间为4min，得到煤基固废均质体；
75.(3)将含水率为80wt％的生活污水处理厂污泥(表1)在60℃条件下脱水至其含水率为60wt％，得到城市污泥；将干基城市污泥35wt％、有机炭质混合料10wt％和煤基固废均质体55wt％置于搅拌机中搅拌3min，得到陶粒基料；
76.(4)在陶粒基料和水玻璃(波美度为40度)按照质量比为1:0.015置于搅拌机中搅拌4min，然后置于成球机上压制成粒度为15mm坯料陶球粒，在室温条件下通风干燥24h，将坯料陶球粒置于马弗炉中，在120℃下保温预热16min，在10min内温度由120℃升温到450℃，通入氮气，在1050℃条件下保温焙烧20min，冷却至室温，得到工农城固废基陶粒。
77.实施例2
78.按照实施例1的方法制备工农城固废基陶粒，与实施例1的区别仅在于：
79.步骤(1)中秸秆和园林废弃物质量比为1:0.7，炭化温度为550℃，时间为40min；
80.步骤(2)中级配煤矸石组成中小粒级煤矸石和中粒级煤矸石的占比依次为20wt％和15wt％，机械活化粉煤灰、级配煤矸石与脱硫石膏的质量比为55:25:20，均质化处理时间为3min；
81.步骤(3)中陶粒基料组成为城市污泥40wt％，城市污泥的含水率为55％、有机炭质混合料10wt％和煤基固废均质体50wt％；
82.步骤(4)中陶粒基料和水玻璃(波美度为39度)质量比为1:0.02，搅拌时间为3min，预热时间为20min，焙烧温度为1100℃。
83.实施例3
84.按照实施例1的方法制备工农城固废基陶粒，与实施例1的区别仅在于：
85.步骤(1)中秸秆和园林废弃物质量比为1:0.8，在75r/min下均质化处理3min，炭化温度为650℃，时间为30min；
86.步骤(2)中级配煤矸石组成中小粒级煤矸石和中粒级煤矸石的占比依次为20wt％
和15wt％，机械活化粉煤灰、级配煤矸石与脱硫石膏的质量比为65:20:15，均质化处理时间为3min；
87.步骤(3)中陶粒基料组成为城市污泥40wt％、有机炭质混合料15wt％和煤基固废均质体45wt％；
88.步骤(4)中陶粒基料和硅酸钠与氢氧化钠混合水溶液(其模数为2.5)质量比为1:0.03，搅拌时间为3min，预热时间为20min，焙烧温度为1100℃。
89.实施例4
90.按照实施例1的方法制备工农城固废基陶粒，与实施例1的区别仅在于：
91.步骤(1)中秸秆和园林废弃物质量比为1:0.5，在70r/min下均质化处理5min，炭化温度为550℃；
92.步骤(2)中机械活化粉煤灰、级配煤矸石与脱硫石膏的质量比为65:25:10，均质化处理时间为3min；
93.步骤(3)中陶粒基料组成为城市污泥35wt％，城市污泥的含水率为65wt％、有机炭质混合料15wt％和煤基固废均质体50wt％；
94.步骤(4)中陶粒基料和水玻璃(波美度为40度)质量比为1:0.03，搅拌时间为3min，预热时间为20min。
95.实施例1～4制备的工农城固废基陶粒的性能测试结果如表7所示：
96.表7实施例1～4制备的工农城固废基陶粒的性能测试结果
[0097][0098]
由表7可知，本发明制备的工农城固废基陶粒的筒压强度为5.9～6.5mpa，堆密度为659～736kg/m3，1h吸水率为6.8～7.4％，孔隙率为61～68％，比表面积为(5～5.5)
×
105cm2/g，说明本发明制备的工农城固废基陶粒的筒压强度高、堆密度大且孔结构合理。
[0099]
应用例1
[0100]
实施例1～4制备的工农城固废基陶粒对于污水的吸附性能
[0101]
在某皮革污水(ph＝6.3，含有pb
2+
、cu
2+
、cd
2+
、po
43-等离子)中分别加入实施例1～4制备的工农城固废基陶粒(投加量为10g/l)，置于20℃恒温摇床中振荡吸附12h，测试pb
2+
、cu
2+
、cd
2+
和po
43-的终浓度，计算工农城固废基陶粒对于重金属和含磷污染物的去除率，去除率＝(初始浓度-终浓度)/初始浓度
×
100％，工农城固废基陶粒的吸附效果如表8所示：
[0102]
表8实施例1～4制备的工农城固废基陶粒的吸附效果
[0103] po
43-去除率/％pb
2+
去除率/％cd
2+
去除率/％cu
2+
去除率/％
实施例191.376.365.388.7实施例294.573.564.189.3实施例392.671.767.287.2实施例493.774.166.486.9
[0104]
由表8可知，本发明提供的工农城固废基陶粒对于po
43-、pb
2+
、cd
2+
和cu
2+
的去除率分别为91.3～94.5％、71.7～76.3％、64.1～67.2％和86.9～89.3％，说明，本发明提供的工农城固废基陶粒对于重金属和含磷污染物的吸附去除效果优异。
[0105]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。