城市污泥掺量对煤气化渣陶粒性能影响

以煤气化渣为主要原材料烧制陶粒,研究了陶粒的烧结制度以及城市污泥掺量对陶粒性能、孔结构影响及微观作用机制。结果表明:陶粒烧结制度为500 ℃预热30 min,1 100 ℃烧结15 min时,煤气化渣陶粒强度可达11.3 MPa,且烧结出污泥质量掺量为20%、筒压强度为6.7 MPa的轻质高强陶粒;城市污泥掺量改变了陶粒孔结构和孔径分布,陶粒孔隙率及平均孔径随着污泥掺量的增加而增大,陶粒内部结构变得疏松,使得陶粒吸水率增加、堆积密度减小,且对陶粒强度带来不利影响。     

利用城市污泥/煤矸石制备多孔陶粒的研究

以煤矸石和城市污泥二种原料制备了多孔陶粒,研究了不同配比、不同烧结温度对多孔陶粒体积密度、吸水率以及孔隙率等性能的影响。结果表明,原料配比中污泥的比例应小于50%,当城市污泥掺量在20-50%,烧结温度为1120℃,保温1 h时,所制备的多孔陶瓷密度在1030-1200 kg/m3、显气孔率在26%-50%、吸水率在23%-35%。城市污泥中有害重金属元素在陶粒中得到有效固化,不会对环境造成的二次污染。     

富含有机质淤泥烧结陶粒的评估

为了探究淤泥资源化利用的方式,对富含有机质淤泥烧结陶粒的性能进行探究.通过不同掺糠量以及不同烧结温度的试样的堆积密度,1 h吸水率,压汞(MIP)等手段对焙烧陶粒的性能进行评价,构建膨胀原理示意图.试验结果表明:发现相比较于焙烧温度为950℃的陶粒,焙烧温度为1150℃的陶粒具有堆积密度高、吸水率低,孔隙率低的特点;当焙烧温度一定时,掺糠量越大,堆积密度越小,吸水率越高,孔隙率越高;在掺糠量一定时,焙烧温度为1150℃的陶粒混凝土的无侧限抗压强度均高于焙烧温度为950℃的陶粒混凝土.     

城市污泥制备陶粒安全性分析

采用城市污泥和页岩为原料,制备了不同污泥含量的污泥陶粒。研究了污泥掺量对陶粒性能的影响,分析了制备过程中产生的二噁英。掺15%污泥(干基)的陶粒,符合密度等级为400的轻集料标准要求,污泥掺量过高,陶粒筒压强度较低、吸水率较大。陶粒制备过程中产生的二噁英浓度随着污泥掺量的增大而迅速增大,污泥掺量在10%以内,产生二噁英的计算浓度低于0.1ng-TEQ/m~3。产生的二噁英大部分存在于固相飞灰中,掺15%污泥陶粒制备产生的气相中二噁英浓度为0.1ng-TEQ/m~3。绝大部分二噁英产生于低温预热阶段,在高温焙烧阶段,二噁英主要存在于气相中。综上所述,通过污泥掺量的调节,成功制备了密度等级为400的污泥陶粒,进一步分析表明,降低污泥掺量、除尘、优化低温预热工艺、高温焙烧阶段尾气处理是降低污泥陶粒制备过程中二噁英浓度的有效手段。     

城市污泥尾矿陶粒的制备工艺及其性能与应用

以城市污水处理厂污泥和德兴铜矿尾矿为主要原材料，经高温烧结制备陶粒，通过试验确定原材料配比和烧制工艺参数，分析陶粒的物理性能(堆积密度、表观密度、1 h吸水率、空隙率)、浸出液中重金属含量，以及陶粒对铅离子的吸附性；将陶粒以0%、20%、40%、60%、80%、100%(质量分数)的替代率替代普通混凝土中的碎石，研究混凝土的立方体抗压强度和劈裂抗拉强度变化。结果表明：按照m(污泥)∶m(尾矿)∶m(黏土)=2∶3∶1将原材料混合造粒，烧制工艺为(105±5)℃干燥3 h, 400℃预热15 min, 1 000℃烧结12 min,制得陶粒的堆积密度为528 kg/m³,表观密度为1 004 kg/m³,1 h吸水率为7.64%,空隙率为47.37%;陶粒浸出液中重金属含量均低于国家标准的限值；烧结温度为960℃的陶粒在30℃恒温水浴锅加热条件下对铅离子的吸附率达到93.57%;掺入陶粒之后，随着陶粒替代率的升高，陶粒混凝土立方体抗压强度和劈裂抗拉强度表现为先增大后减小的变化趋势，当陶粒替代率为60%时，标准养护28 d的立方体试块抗压强度达到...     

高强低吸水率沸石陶粒的制备

我国天然沸石资源丰富而且成本低,是一种应用比较广泛的矿产资源。以沸石粉为主要原料制备沸石陶粒。研究结果表明:沸石陶粒的优化试验方案是:发泡温度为850℃,最佳发泡剂掺量为15%,增稠剂掺量为15%。优化试验方案制得沸石陶粒的表观密度为902kg/m3,颗粒抗压强度为6.23MPa,吸水率为1.45%,具有高强度、低吸水率的特点。     

陶粒对混凝土结构及毛细吸水性能的影响

研究了不同掺量(体积分数)、具有不同吸水率的陶粒配制不同水灰比的混凝土的毛细吸水性能,以及混凝土内部陶粒及界面区的孔结构和多孔陶粒对混凝土毛细吸水性能的影响.结果表明:低吸水率(1 h吸水率为2.4%)的陶粒对降低较高水比(0.49)混凝土的早期毛细吸水性能有利,但对界面改善作用较弱,在扫描电镜和显微硬度试验中发现其界面仍存在类似普通骨料的薄弱区;高吸水率(1 h吸水率为7.1%)的陶粒附近则形成了孔含量较少和显微硬度较高的结构致密区,在很大程度上降低了混凝土的毛细吸水性能,特别是在水化后期,改善效果更加明显.在水灰比较高的混凝土中,随着陶粒掺量的增加,混凝土的毛细吸水逐渐得到降低,陶粒掺量50%和100%的混凝土90d时的30min吸水量相对普通混凝上分别减少了21.3%和37.8%;但对于较低水灰比(0.32)的混凝土,则存在一个最佳掺量,过多的陶粒掺量(>50%)则会增大混凝土的毛细吸水性能.     

城市污泥/煤矸石制备多孔陶粒的试验研究

在分析城市污泥和煤矸石化学成分、矿物组成及热分解特性基础上,设定了烧结制度;研究了不同配比、不同烧结温度对多孔陶粒体积密度、吸水率以及孔隙率等性能的影响。结果表明,以煤矸石和城市污泥二种原料可以制备多孔陶粒,当煤矸石∶城市污泥=80∶20~50∶50时,烧结温度1120℃、保温1h,制备的多孔密度为1030~1200kg/m3、显气孔率在26~50%;吸水率在23~35%。城市污泥中有害重金属元素在陶粒中得到有效固化,不会对环境造成的二次污染。     

淤泥基免烧陶粒的制备及性能影响因素

以疏浚淤泥为主要原料制备免烧陶粒,并探究了淤泥/水泥比、粘结剂添加量、石膏添加量和养护时间对陶粒性能的影响。结果表明,淤泥基免烧陶粒的最佳原料配比和养护工艺为淤泥/水泥比2.5(质量比),石膏添加量10%(质量分数),粘结剂添加量1%(质量分数),养护时间28 d。该条件下制得的陶粒颗粒抗压强度为4.49 MPa,颗粒密度为1.3 g·cm^-3,1 h吸水率为9.78%。满足GB/T 17431.1—2010《轻集料及其试验方法》中普通轻质骨料的性能指标。经扫描电子显微镜(SEM)与X射线衍射仪(XRD)分析发现,最优条件下陶粒内部孔隙封闭,晶粒紧密结合,水化硬化反应生成水化硅酸钙(C-S-H)和钙长石类晶态组织,有利于提高陶粒的综合物理性能。     

硅灰掺量对免烧粉煤灰陶粒性能的影响

以粉煤灰为原料,辅掺硅灰制备了碱激发免烧陶粒。采用筒压强度试验、吸水率试验、含泥量试验、磨破率试验、耐腐蚀试验、X射线衍射仪和扫描电子显微镜试验,系统地研究了硅灰掺量对陶粒性能的影响。结果表明,3 d、7 d、14 d龄期时,随着硅灰掺量增加,粉煤灰陶粒的筒压强度呈逐渐增加趋势,磨破率与吸水率呈逐渐下降趋势,耐腐蚀性能也得到提高。当硅灰掺量为15%和20%(质量分数)时,龄期为14 d时,陶粒的筒压强度分别达到19.43 MPa和20.37 MPa。由微观分析知,适量的硅灰掺量可以提高粉煤灰的水化程度,增加陶粒结构密实性,但当掺量达到15%~20%时,水化程度有所减弱。     

响应曲面法优化污泥/粉煤灰复合陶粒滤料的制备

以污泥、粉煤灰和废玻璃为原料,辅以硅酸钠作为黏结剂,烧制复合陶粒滤料。在单因素实验基础上,利用Box-Behnken响应曲面法优化,考察了预热温度、烧结温度、烧结时间等因素及其相互作用对复合陶粒滤料性能的影响。研究结果表明,响应曲面建立的数学模型拟合度较高,预热温度、烧结温度和烧结时间3个因素之间的交互作用对复合陶粒滤料吸水率均有显著影响,烧结时间是最主要的因素。在污泥、粉煤灰、废玻璃的质量比为4∶3∶3,辅以3%（以质量分数计）硅酸钠黏结剂,预热温度为500 ℃,预热时间为20 min,烧结温度为1 133 ℃,烧结时间为23 min条件下,可制备出满足CJ/T 299—2008《水处理用人工陶粒滤料》要求的陶粒滤料。与其他陶粒对比,污泥/粉煤灰复合陶粒滤料具有低表观密度和高吸水率等优点,适宜作为水处理滤料及人工湿地填料。     

添加脱水污泥的陶粒滤料的研制

以硅酸盐矿物为基础原料,添加城市污水厂脱水污泥和粉煤灰,通过正交试验得到工艺参数：脱水污泥a与脱水污泥b质量之比为17：8,脱水干污泥添加量20％（与硅酸盐总量比）,粉煤灰添加量20％（与硅酸盐总量比）,烧成温度900℃,保温时间9min。测得滤料的主要性能：堆积密度687kg/m^3,表观密度1440kg／m^3,比表面积3．43m^2/g,空隙率52．3％,1h吸水率12．8％,磨损破碎率〈4％。同时探讨了陶粒滤料的烧制机理以及水处理效果,结果表明该陶粒滤料具有良好的净化水质的效果。     

城市污水厂污泥烧制陶粒工艺研究

污泥作为污水厂的副产物,必须进行适当的处理。利用污泥烧制陶粒可以有效减少污水厂污泥排放量,同时又充分利用了污泥,真正实现了＂减排＂甚至＂零排放＂。从原料配比和烧制条件上对利用污泥烧制陶粒进行了研究分析。结果表明,以污泥为主要原料,以水玻璃为添加剂,另加适量比例的水,在一定烧制温度和保温时间下烧制陶粒产品,最佳配比和烧制条件为：水玻璃含量20%,水含量70%,预热温度400℃,预热时间20 min,烧结温度1000℃,烧结时间30 min。     

Preparation of high-strength ceramsite from red mud,fly ash,and bentonite

High-strength ceramsite was prepared from red mud, fly ash, and bentonite without any other chemical additives by a two-stage sintering process. In addition, the raw material weight ratio, and sintering condition (sintering temperature, sintering time, preheating temperature, and preheating time) were investigated, and their effects on the ceramsite properties were determined. The mineral compositions, crystalline phases, microstructures, and hazardous substances solidification were determined by X-ray diffraction analysis, Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, and inductively coupled plasma optical emission spectroscopy. Under the optimal synthetic conditions (RM:fly ash:bentonite = 60:30:10, preheating temperature of 450 °C, preheating time of 10 min, sintering temperature of 1150 °C, and sintering time of 25min), the ceramsite exhibited a high compressive strength of 21.01 MPa, 1-h water absorption of 1.21%, and bulk density and apparent density were 994 and 1814 kg/m³, respectively. Furthermore, the concentrations of toxic substances leaching from the ceramsite were considerably lower than the Chinese national standard (GB 3838-2002), which implies that RM-based ceramsite cannot cause secondary environmental pollution. The prepared ceramsite exhibiting a high compressive strength, low water absorption, and effective solidification of deleterious elements can be used to prepare building concrete and lightweight partition boards. Importantly, the reuse of RM for the production of ceramsite is an effective approach for the disposal of harmful RM.     

Obtainment of porcelain floor tiles added with petroleum oily sludge

This study focuses on the processing of vitrified floor tiles incorporated with a petroleum oily sludge. Floor tile formulations containing up to 5 wt% of the petroleum oily sludge in replacement of kaolin were prepared. The tile formulations were granulated by the dry process, pressed, and fired at temperatures between 1200 and 1250 °C using a fast-firing cycle. The specimens were characterized before and after firing. XRD was used to identify the crystalline phases present during sintering and SEM was used to show how the structure changes during densification. Three parameters were used to describe densification: linear shrinkage, water absorption, and flexural strength. The results showed that the petroleum oily sludge could be used as an alternative raw material in the floor tile formulations. The densification behavior of the floor tile pieces is influenced by the petroleum oily sludge addition and firing temperature. The vitrified floor tiles produced reached the technical characteristics of porcelain floor tiles, depending on petroleum oily sludge content and firing temperature.     

煤泥制备陶粒滤料的研究

研究了煤泥烧制陶粒滤料的制备工艺,分析了制备过程中预热温度、预热时间、焙烧温度、焙烧时间对陶粒性能的影响,并对煤泥陶粒的膨胀机理进行了探讨。研究结果表明,在最佳工艺条件下制备的陶粒比表面积35.337 m2/g,堆积密度586kg/m3,吸水率48.89%,容重1 023.45 kg/m3,空隙率56%,盐酸可溶率0.54%。     

油井土、废玻璃基多孔陶瓷的制备及结构表征

利用油井土、废玻璃作为主要原料,同时以碳酸钙作为造孔剂,通过控制烧结过程,最终制备多孔陶瓷材料,并利用XRD、SEM等对样品进行结构表征。本研究的目的是为了研究油井土、废玻璃、碳酸钙的比例以及烧结温度对孔隙率、机械强度、体积密度、吸水率、微观结构和结晶程度的影响。结果表明样品A3呈现大孔均匀的微观结构,是通过添加35wt％油井土、40wt％废玻璃、20wt％碳酸钙、5wt％硅酸钠在较低的烧结温度下来获得,其孔隙率、抗压强度、抗弯强度、体积密度和吸水率的值分别为52．38％、4．43 MPa、12．59 MPa、1．07 g／cm3和29．56％。并观察到其机械强度、吸水率和微观结构（孔径及孔径分布）有良好的相关性。     

非厌氧消化与厌氧消化污泥制备烧结保温材料性能研究

利用几种不同污泥制备烧结保温墙体材料,对比非厌氧消化污泥与厌氧消化污泥制备烧结保温墙体材料的性能。首先分析研究原料的物理、化学性能,结果表明,重庆地区的页岩适宜作为制备污泥砖的掺配料,最佳烧成温度为950℃;污泥具有高含水率,高发热量和高烧失量等特点。其次,选择综合性能较好1#污泥和4#污泥脱水后加入页岩,进行成型烧结,测定制品的成型含水率、干燥收缩率和抗压强度等。结果表明：4#污泥制品的综合性能高于1#污泥。当非厌氧消化污泥掺量为15%,烧成温度为950℃时,试样抗压强度等级达到MU7.5,导热系数为0.3001 W/(m·K),比纯页岩降低了33.33%;当厌氧消化污泥掺量为20%,烧成温度为950℃时,试样抗压强度等级达到MU7.5,导热系数为0.2600 W/(m·K),比纯页岩降低了42.22%。分析可知,在保证强度不变的情况下,厌氧消化污泥可有效提高污泥制砖掺量。     

正交设计优化粉煤灰-煤矸石质多孔陶粒的制备过程

以粉煤灰为主要原料,采用添加造孔剂法制备出了多孔陶粒。为了优化工艺参数,得到性能较好的粉煤灰多孔陶粒,通过正交试验设计,系统地研究了煤矸石的掺量、成孔剂、烧结温度对多孔陶粒的物理化学性能的影响,如气孔率、吸水率、抗压碎强度、物相组成和显微形貌等。研究结果表明,成孔剂是影响多孔陶粒性能的最主要因素。当煤矸石掺量20%、成孔剂15%,经1160℃烧成的多孔陶粒样品有着较大的抗压碎强度,显气孔率也达到58.22%。样品的晶相组成为钙长石,及少量的方石英和赤铁矿。其内部孔隙丰富,大孔与小孔交错分布,是一种兼具较高气孔率和较强力学强度的优质多孔陶瓷。