一种城市污泥烧结保温砖及其制备方法与流程

本发明涉及保温砖，具体涉及以城市污泥为原料的保温砖及其制备方法。

背景技术：

1、城市污泥是城市生活污水处理厂产生的固体废物。根据中国城市发展分析报告，近年来中国城镇化发展迅速，城市生活污水排放量占全国总排水的第一位，成为全社会关注的热点。城市污水处理量的逐年增加，城市污水处理产生的污泥量居高不下，若不进行有效的处理，将造成严重的二次污染。城市污泥中含有部分有机物燃烧时可释放大量的热量，降低轻质多孔陶粒生产过程中的能源消耗，同时，有机物被稍后在陶粒中形成大量微小均匀的孔隙，形成多孔结构，降低陶粒的密度，是一种绿色低碳的新材料。

2、现有技术中已有利用污泥生产保温砖的技术，但是这些技术往往存在城市污泥利用率低、产品强度低等问题。例如，公布号为cn 108794052 a的中国专利文献记载了一种污泥页岩保温微孔砖及其制备方法，通过以下质量百分比的原料制备而成：页岩70-75％、污泥15-20％、煤矸石5-15％，并加入混合料总质量0.5％的羧甲基纤维素钠，制备方法包括原料破碎、配比混合、原料粉磨、二次过筛、基于粒度配比混合、测试成型含水率、加水搅拌、陈化养护、多段干燥、原料热性质测试、设置焙烧阶段、坯体焙烧。又如，公布号为cn107244890a的中国专利文献记载了一种利用污泥与煤矸石烧结自保温砖的方法，该方法包括如下步骤：步骤1、污水处理厂的污泥在经过污泥浓缩池时，加入0.3％-0.4％的助凝剂，再经过压滤机脱水后，得到含水率为40％-50％的污水厂污泥，备用；步骤2、将低热值煤矸石破碎成煤矸石粉碎物，煤矸石粉碎物中粒径为60-70目的细粉占50％以上，其余的粒径为3.5mm以下，备用；步骤3、给水厂污泥经过浓缩、脱水、干化，形成含固率为30％-60％的给水厂污泥，备用；步骤4、将污水厂污泥、煤矸石粉碎物、给水厂污泥以及废硅藻土混合后生成混合料，其中污水厂污泥占混合料的10％-30％、煤矸石粉碎物占混合料的40％-50％，给水厂污泥占混合料的20％-40％、废硅藻土占混合料的5-10％，将混合料机械搅拌后，预均化8-12h后，陈化12-15h，后加水搅拌，搅拌成流体状，再由双轴螺旋桨式干化10-15h，得到原料；步骤5、在原料中加入硫酸渣粉末为混合料的0.2～0.5％混匀后，获得坯料；步骤6、将坯料经液压成型机挤出成型方式制的砖坯；步骤7、砖坯送入干燥室，使其含水率控制在5％-8％后，送入窑洞烧制，烧结温度控制在950℃-1050℃左右，烧结时间为6h-10h，得到自保温砖。又如，公布号为cn110002844a的中国专利文献记载了一种城市污泥保温烧结砖及其制备方法，所述多孔保温砖由以下原料组成：城市污泥(含水率80％)、建筑渣土、粉煤灰、硅灰、硼砂、碳酸钠、煤矸石、聚羧酸减水剂；所述城市污泥保温烧结砖制备步骤如下：步骤1.将污泥和渣土放置在100-120℃下，干燥6-8小时，粉碎制得粒径2mm以下的粉体；步骤2.配料、混合，根据比例筛选，称取干燥污泥、渣土、粉煤灰、硅灰、煤矸石和碳酸钠，在搅拌器中搅拌，将干料混合均匀，添加水和聚羧酸减水剂，搅拌均匀，使泥料具有一定的塑性，制得内核材料；所述的水掺入重量份为18-24份；步骤3.配料、混合，根据比例筛选，称取渣土、干燥污泥、粉煤灰、硅灰和硼砂，在搅拌器中搅拌，将干料混合均匀，添加水和聚羧酸减水剂，搅拌均匀，使泥料具有一定的塑性，制得外壳材料；步骤3.陈化：将搅拌均匀的料放在密闭的容器内，放置48-72小时；步骤4.成型：采用核壳包覆结构，在成型模具底部成型铺一层外壳材料，中部利用框架隔板，将内核原料和外壳原料分开填充，填充后取出框架隔板，在顶部铺一层外壳原料，压制成型，成型压力为10-18mpa，保压时间30-45s，得到样品砖坯体；步骤5.干燥：干燥温度为100-120℃，干燥时间2-4小时；步骤6.烧结：在1050-1100℃温度下烧结，保温2-4小时，得到所述的城市污泥保温烧结砖。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提供一种城市污泥烧结保温砖及其制备方法，至少解决现有技术中存在的一个问题。

2、本发明提供的城市污泥烧结保温砖，包含以下重量份的原料：城市污泥30~45份、页岩25~40份、煤矸石10~15份、粉煤灰10~15份、二次铝灰3~5份、粘结剂1~3份、水10~20份。

3、在一些优选的实施例中，所述城市污泥的含水率为30%-40%。

4、在一些优选的实施例中，所述页岩的塑性指数为15%。

5、在一些优选的实施例中，所述煤矸石的热值为1500 kcal/kg ~2000 kcal/kg。

6、在一些优选的实施例中，所述粉煤灰为ii级或ii级以上的粉煤灰。

7、在一些优选的实施例中，所述粘结剂是硅酸钠。

8、所述城市污泥烧结保温砖的制备方法包括以下步骤：

9、将城市污泥烘干，并破碎至2 mm~3 mm的粒径范围内；

10、将页岩破碎至2 mm~3 mm的粒径范围内；

11、将煤矸石破碎至2 mm~3 mm的粒径范围内；

12、将所述城市污泥、页岩、煤矸石与粉煤灰、二次铝灰混合，陈化处理，再加入粘结剂、水，混合均匀后制成砖坯；

13、将所述砖坯烧制成所述城市污泥烧结保温砖。

14、在一些优选的实施例中，将城市污泥烘干至水率控在30%-40%。

15、在一些优选的实施例中，采用双轴搅拌挤出机制造砖坯，成型工艺参数为：挤出机真空度-0.07 mpa，挤出机的挤出压力约为1.5 mpa~1.8 mpa，成型相对含水率约为19%。

16、在一些优选的实施例中，烧制工艺参数为：烧成最高温度1050℃，升温速度为2.5℃/min，保温120 min。

17、由于采用了以上技术方案，本发明的实施例至少具有以下有益效果：城市污泥烧结保温砖具有强度高的优点，同时内部存在大量微孔，降低了烧结保温砖的体积密度，增加了保温性能。在城市污泥烧结保温砖的制备方法中，城市污泥利用率高，具有绿色低碳的优点。

技术特征：

1.一种城市污泥烧结保温砖，包含以下重量份的原料：城市污泥30~45份、页岩25~40份、煤矸石10~15份、粉煤灰10~15份、二次铝灰3~5份、粘结剂1~3份、水10~20份。

2.根据权利要求1所述的城市污泥烧结保温砖，其特征在于：所述城市污泥的含水率为30%-40%。

3.根据权利要求1所述的城市污泥烧结保温砖，其特征在于：所述页岩的塑性指数为15%。

4.根据权利要求1所述的城市污泥烧结保温砖，其特征在于：所述煤矸石的热值为1500kcal/kg ~2000 kcal/kg。

5.根据权利要求1所述的城市污泥烧结保温砖，其特征在于：所述粉煤灰为ii级或ii级以上的粉煤灰。

6.根据权利要求1所述的城市污泥烧结保温砖，其特征在于：所述粘结剂是硅酸钠。

7.根据权利要求1~6任一权利要求所述的城市污泥烧结保温砖的制备方法，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：将城市污泥烘干至水率控在30%-40%。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：采用双轴搅拌挤出机制造砖坯，成型工艺参数为：挤出机真空度-0.07 mpa，挤出机的挤出压力约为1.5 mpa~1.8 mpa，成型相对含水率约为19%。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：烧制工艺参数为：烧成最高温度1050℃，升温速度为2.5℃/min，保温120 min。

技术总结
本发明涉及陶瓷材料，提供了一种城市污泥烧结保温砖及其制备方法。所述城市污泥烧结保温砖，包含以下重量份的原料：城市污泥30~45份、页岩25~40份、煤矸石10~15份、粉煤灰10~15份、二次铝灰3~5份，粘结剂1~3份、水10~20份。所述城市污泥烧结保温砖的制备方法包括以下步骤：将城市污泥烘干，并破碎至2 mm~3 mm的粒径范围内；将页岩破碎至2 mm~3 mm的粒径范围内；将煤矸石破碎至2 mm~3 mm的粒径范围内；将所述城市污泥、页岩、煤矸石与粉煤灰、二次铝灰混合，陈化处理，再加入粘结剂、水，混合均匀后制成砖坯；将所述砖坯烧制成所述城市污泥烧结保温砖。

技术研发人员：杨良,曾兴华,吴炎平,万里鹏,奉杰,谢玉,龚钰超,邓维汉,邓佳
受保护的技术使用者：江西省建材科研设计院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15