污泥陶粒烧制温度研究.pdf

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1、２０１４年第２４期（总第１５３期）江西建材应用研究污泥陶粒烧制温度研究■沈桃，刘潇洒，蒋贵思■扬州江海职业技术学院土木工程系，江苏扬州２２５１０１摘要：在污泥陶粒生产中，通过将预热温度和烧成温度快速转换的方法，可以成分是导致陶粒膨胀的主要因素，当ＳｉＯ２含量在７５％以上时，由于液调整陶粒的膨胀性。适当添加污泥百分比，可以降低陶粒的烧成温度，相粘度太大，坯料几乎不能膨胀；当Ａｌ２Ｏ３含量大于２５％时，会使烧成从而达到降低能耗的目的。在实际生产中，污泥烧制陶粒的最佳方案：温度过高，对烧胀不利。污泥６％，膨润土２４％，黄土７０％，预热温度３５０℃和烧成温度１１３５℃。２陶粒烧制中物理化学变化关键词

2、：污泥陶粒烧成工艺污泥陶粒的烧制过程有几道工序，这几道工序过程中会发生一系Ａｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｓｌｕｄｇｅｃｅｒａｍｉｓｉｔｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｐｒｅｈｅａｔｉｎｇｔｅｍ列的物理化学变化，直到冷却至室温，陶粒矿物组成与内部结构发生变ｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆａｓｔｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ｗｅｃａｎａｄｊｕｓｔｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｃｅｒａｍｓｉｔｅ．Ａｄｄｔｈｅｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｏｆｓｌｕｄｇｅａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｌｙ，ｗｅｃａｎｒｅ化，内部结构变化、强度提高，陶粒产品得以形成。ｄｕｃｅ

3、ｔｈｅｃｅｒａｍｉｓｉｔｅｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｏａｓｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆ２．１干燥阶段ｒｅｄｕｃｉｎｇｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅａｃｔｕａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｃｈｅｍｅ室温～１０５℃左右。这一阶段发生的物理化学变化主要是生料球ｏｆｓｌｕｄｇｅｓｉｎｔｅｒｉｎｇｃｅｒａｍｓｉｔｅ：ｓｌｕｄｇｅ６％，ｂｅｎｔｏｎｉｔｅ２４％，ｌｏｅｓｓ７０％，ｔｈｅ中湿存水和调和水的蒸发，随着水分的排出，生料球会发生如下变ｐｒｅｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ３５０℃ａｎｄｔｈｅｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒ

4、ａｔｕｒｅｉｓ１１３５℃．化［３］：（１）料球的质量减轻；（２）体积收缩。Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｌｕｄｇｅｃｅｒａｍｓｉｔｅｓｉｎｔｅｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ２．２预热阶段（２００℃～４００℃）这阶段发生的物理化学变化主要是料球内部水分蒸发和排出，料１前言［７］球发生如下变化：（１）生料球水分排出，气孔增加，孔隙变多；（２）坯污泥（包括生活污泥、工业污泥和湖河底泥）中含有大量重金属、体所含自由水和间隙水的解吸附和蒸发溢出。病菌、毒性有机质等，已成为影响水质及水域生态的重要因素。目前，２．３氧化分解阶段（４００℃～１０００℃）污泥的主要处理方法包括填海、土地堆放及填埋等，但这些方法并未根陶粒原料中

5、往往含有碳素、硫化物和有机物，在４００～８００℃，这些本上解决污泥的潜在危害。利用污泥烧制陶粒，既实现了污泥的无害物质析出挥发物和干馏产物。在快速升温和缺氧条件下，有机物要完化处理，又具有巨大的经济效益。全氧化需要更高的温度，同时还有碳酸盐的分解。对城市污水厂污泥制备陶粒进行研究，目的在于为城市污水厂污［４］（１）有机物分解，这过程有机分解如式（２－１）、式（２－２）、式（２泥找到一条经济可行的资源化道路，以消除城市污水厂污泥对环境的－３）。潜在危害，降低污水处理厂的运行成本。陶粒烧制过程中有机质可以Ｃ＋Ｏ２→ＣＯ２↑（氧化气氛）（２－１）作为发泡物质，因此，利用城市污水厂污泥烧制陶粒，不仅

6、充分利用了２Ｃ＋Ｏ２→２ＣＯ↑（还原气氛）（２－２）污泥中有机质，而且污泥中的无机成分也得到了利用。ＣＯ２＋Ｃ→２ＣＯ↑（还原气氛）（２－３）［１］美国ＮａｋｏｕｚｉＳ等人通过研究，发现回收或再利用污泥，根据Ｃ．（２）碳酸盐分解。陶粒中的碳酸盐在５００℃左右开始受热分解并ＭＲｉｌｅｙ（１９５１）所述，陶粒要烧胀必须满足２个条件：（１）原料被加热到释放出ＣＯ２气体，其反应式如式（３－４）、式（３－５）、式（３－６），碳酸盐高温时，必须生成黏性的玻璃相，能密封住由原料内部释放出的气体；的结晶完整程度以及升温速度与气氛都影响碳酸盐的分解，碳酸盐分（２）高温下生成黏性的玻璃相后必须有气体物质释放。［

7、５］解如下。［２］国内学者重庆大学黄晶研究陶粒膨胀性认为影响陶粒原料主７３０－７６０要因素是化学成分、矿物成分、物理性能及工艺条件，其中原料的化学ＣａＭｇ（ＣＯ３）２→ＭｇＯ＋ＣａＣＯ３＋ＣＯ２↑（２－４）檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪表面积达９７５ｍ２／ｋｇ时，活性指数提高幅度较明显。检测结果见表４。６掺矿粉Ｅ水泥体积安定性表４矿粉Ｅ放