煤矸石污泥陶粒烧胀性能研究

通过对太湖流域某污水处理厂经干燥处理过的污泥的化学成分分析,得出使用该污泥作为原料不可能烧制出合格陶粒,必须掺配富含硅、铝元素的辅助原料。以富含硅、铝元素的煤矸石为辅助原料,与污泥进行不同比例的掺配,进而研究污泥掺配量、预烧时间与预烧温度、焙烧时间与焙烧温度对陶粒烧胀性能的影响。研究表明:以煤矸石为辅助原料,污泥的最高掺配量高达60%,可以焙烧出密度等级为600~900级的陶粒,但陶粒样品的1h吸水率均超出相应等级密度的标准值。因此,不适合作为污泥陶粒的辅助原料。     

污水厂污泥与河道淤泥联合烧制陶粒的技术研究

针对目前污泥建材资源化过程存在的添加比例低、耗费黏土、干化增加成本等问题,以污水厂污泥、河道淤泥和粉煤灰为原料,探索制备陶粒轻集料的配方和技术参数。试验结果表明,试验原料中污泥和淤泥比例达到80%以上有烧制陶粒的可行性,在原料比例适当的情况下,预热温度400℃,预热时间30min,烧制温度1225℃,保温时间1/5min,升温速率10/15℃/min,烧制的陶粒堆积密度能达到600级,筒压强度不小于0.8MPa,吸水率小于10%,符合工业废渣轻集料标准要求。     

城市污泥-盐渍土高强陶粒制备及烧胀机理研究

以城市污泥、盐渍土和蒙脱土为原料,研究了高强陶粒最佳配合比及烧成制度。试验结果表明,当城市污泥掺量75%、盐渍土掺量20%、蒙脱土掺量5%,水料比0.4,预热温度400℃,预热时间30min,焙烧温度1150℃,焙烧时间15min时,烧制的污泥陶粒筒压强度11.1 MPa、吸水率1.06%、堆积密度0.67g/cm~3。污泥陶粒的烧胀原因是由铁碳反应引起的;污泥陶粒的增强原因是其中生成了主晶相莫来石、蓝晶石和玻璃相,莫来石在玻璃相中析晶起到增强相的作用。增加污泥掺量,将使氧化铝含量降低和莫来石相减少,并导致陶粒强度降低。     

焙烧制度对武汉东湖淤泥-粉煤灰陶粒性能影响研究

以武汉市东湖淤泥作为主要原料,以粉煤灰为校正组分,制备一种轻质高强低吸水率的淤泥-粉煤灰陶粒。结果表明,粉煤灰的加入有效改善了淤泥在烧制高强陶粒中烧失量过大的问题。在粉煤灰掺量为40%、淤泥为60%、焙烧温度1200℃、焙烧时间15 min、预烧温度400℃、预烧时间20 min条件下,制得的淤泥-粉煤灰陶粒表观密度为1.182 g/cm~3、吸水率3.64%、单颗粒强度7.92MPa。通过TG/DSC、XDR、SEM分析发现,烧成制度中影响淤泥-粉煤灰陶粒性能的主要因素是焙烧温度与焙烧时间,并且陶粒表面形成了致密的矿物层,有效减小陶粒表观密度与吸水率。     

城市污泥对固废陶粒的强度影响研究

以城市污泥、建筑弃土等固废烧制陶粒,利用XRD、MIP孔结构和SEM等测试手段研究城市污泥对陶粒强度影响。结果表明:通过正交试验获得较优的烧结制度,烧制出污泥掺量为20%的轻质高强陶粒;污泥掺量及对应陶粒氧化物含量(SiO₂及Al₂O₃)均影响陶粒强度;陶粒内部结构随着污泥掺量的增加而变得疏松,污泥掺量为20%的陶粒较掺量为5%的陶粒孔隙率大3.9%以上,陶粒孔径也随着污泥掺量的增加而增大,进而影响陶粒强度;对于氧化物,Al₂O₃含量是影响陶粒强度的主要因素,当其含量超过20.5%以后,陶粒主晶相由石英相逐渐转变为蓝晶石,对陶粒强度提升明显。     

利用洗砂污泥制备烧胀陶粒的研究

研究了洗砂污泥原料的性能,对利用洗砂污泥制备烧胀陶粒进行了研究。研究结果表明:在洗砂污泥中添加市政污泥可有效地提高生球的塑性和强度,以及改善陶粒的发泡性能,同时降低焙烧温度,但使用过量会使得陶粒的焙烧温度范围变小。当市政污泥掺量20%时,可以烧制出堆积密度500kg/m3,筒压强度1.5MPa的烧胀陶粒。     

900密度等级渣土陶粒的制备及性能研究

为促进工程渣土的进一步研究应用并结合绿色高强陶粒的需求现状,通过研究原料、焙烧温度、配比优化对渣土陶粒堆积密度的影响,确定渣土陶粒最佳烧制工艺,并对最佳烧制工艺条件下制备的渣土陶粒进行表观密度、筒压强度、1 h吸水率、烧失量等物理性能和微观结构研究。研究结果表明:当工程渣土掺量为80%~83%,粉煤灰掺量为17%~20%,焙烧温度1170~1180℃时,均能制备出900密度等级的渣土陶粒;制备的渣土陶粒呈浅棕色,表面光滑且有完好的釉质层,内部疏松多孔,呈蜂窝状,最大孔径在100μm左右,且有少量的连通孔。     

污泥陶粒的烧制与孔结构研究

阐述了以城市污泥,黄土和膨润土烧制轻质污泥陶粒,分析了孔隙结构对污泥陶粒的物理性能的影响。研究结果表明:(1)适合烧制轻质陶粒的原料配合比(干重):污泥30%,膨润土20%,预热温度350℃,烧制温度1 160℃;以此方案制得的陶粒松散密度为257 kgm3,筒压强度为0.74 MPa,吸水率为21%,软化系数为0.93;(2)污泥陶粒空隙占总体积多少主要与陶粒化学组成,原料的物理性能和烧制工艺有关,空隙的均匀程度影响陶粒的筒压强度和松散密度。     

污泥陶粒的制备及研究

利用污泥烧制陶粒,既实现了污泥的无害化处理,又具有可观的经济效益。首先通过对污泥、黄土、膨润土等材料的成分以及陶粒的膨胀机理和烧制过程中的物理化学变化的分析,得出了随着污泥掺量增加,最佳膨胀温度降低,堆积密度越低;随后通过对吸水率、烧失率等方面的对比,最终得出了适合本试验烧制陶粒的配比为:20%污泥+30%膨润土+50%黄土,焙烧温度1 180℃,时间25 min。     

市政污泥烧结制陶粒的工艺与配方研究

实验研究了市政污泥＂干化-烧结＂制陶粒的烧结工艺和物料配方。对产品强度、吸水率和密度等性能指标的分析表明,烧结温度因素对陶粒性能影响最大,适宜的烧结温度与配方中污泥掺加量密切相关,其机理在于污泥成分本身低熔点,低强度的特性和其所具有的助熔作用。高污泥掺加量,低温烧结是最佳的污泥陶粒技术方案。综合考虑产品性能与经济性,污泥最大掺加量可达80%,烧结工艺为350℃预热20分钟,1060℃烧结15分钟。     

市政污泥烧结制陶粒的工艺与配方研究

实验研究了市政污泥＂干化-烧结＂制陶粒的烧结工艺和物料配方。对产品强度、吸水率和密度等性能指标的分析表明,烧结温度因素对陶粒性能影响最大,适宜的烧结温度与配方中污泥掺加量密切相关,其机理在于污泥成分本身低熔点,低强度的特性和其所具有的助熔作用。高污泥掺加量,低温烧结是最佳的污泥陶粒技术方案。综合考虑产品性能与经济性,污泥最大掺加量可达80%,烧结工艺为350℃预热20分钟,1060℃烧结15分钟。     

城市生活污泥生产陶粒的研究与实践

城市污泥的资源化利用是污泥较深度、较彻底处置的一种有效途径,是绿色、节能、环保循环经济发展的方向。通过试验和生产实践研究,利用城市生活污泥和淤泥生产新型节能建筑轻集料——陶粒,不仅能生产密度等级为500~700㎏/m3的普通陶粒,还可生产<500㎏/m3的超轻陶粒,其性能良好,质量优良。     

利用建筑垃圾和水稻秸秆制备陶粒的研究

以建筑垃圾和水稻秸秆为原料,经过破碎、筛选、混合、成球、预热、煅烧等工序,最终制得建筑垃圾—水稻秸秆纤维陶粒。经过单因素控制变量试验的研究,总结出纯建筑垃圾陶粒的最佳烧制工艺为:煅烧温度为1 150℃,煅烧时间为10 min,预热温度为450℃,预热时间为15 min。之后考察建筑垃圾和水稻秸秆不同的原料配比对陶粒性能的影响,结果表明制备此种陶粒的最佳原料配比为:建筑垃圾70%、水稻秸秆30%。最后设计正交试验考察建筑垃圾—水稻秸秆纤维陶粒的最佳烧制工艺为:煅烧温度为1 150℃,煅烧时间为5 min,预热温度为500℃,预热时间为20 min。这样的组合下烧制的陶粒表观密度为1 165 kg/m~3,1 h吸水率为6.3%,可以用于污水的处理,达到变废为宝、绿色环保的目的。     

超轻陶粒种类和掺量对泡沫混凝土性能影响的试验研究

在水泥用量、粉煤灰取代水泥率、水用量和泡沫体积不变的前提下,通过试验系统研究了300级陶粒、500级陶粒以及两种陶粒质量比4:6复合时陶粒泡沫混凝土抗压强度、干表观密度、24h吸水率随陶粒掺量的变化程度和规律,确定了超轻陶粒掺加方式、适宜掺量范围和复合比例,为陶粒泡沫混凝土的生产提供了可供参考的试验数据。     

利用东湖淤泥制备超轻陶粒的研究

利用东湖淤泥为主要原材料,进行堆积密度小于500kg/m3超轻陶粒研制。结果表明:按照发泡组分与东湖淤泥比例为20%∶80%,600℃预烧15min,1180℃焙烧12min,制备出了筒压强度1.7MPa、吸水率13.4%、堆积密度为485 kg/m3超轻陶粒。     

低重金属城市污泥钢渣陶粒的制备

在对城市污泥和炼钢废渣进行元素分析的基础上,进一步利用处理后的城市污泥和炼钢废渣制备出轻骨料陶粒,获得了适宜的工艺条件:炼钢废渣加入量为城市污泥质量的35%,预热温度为400℃,预热时间为20~25 min,焙烧温度为1100℃,焙烧时间为15~20 min。在此条件下,制备的陶粒堆积密度为546~523 kg/m~3,吸水率为7.6%~7.8%,抗压强度为5.7~6.1 MPa,符合GB/T17431—2010中600密度等级高强轻集料的性能要求。     

Al粉增强淤泥陶粒及其机理的研究

单纯的淤泥原料常常难以制备出性能理想的轻质高强陶粒,通过向淤泥中掺加Al粉或Al2O3粉,制备轻质高强陶粒。结果表明,Al2O3粉和Al粉皆能有效提高陶粒的强度,掺加Al粉效果更显著,Al粉较适宜掺量为5%;此时通过合适的焙烧制度能制得表观密度为1.27 g/cm3、吸水率为2.5%、颗粒强度为5.4 MPa的轻质高强陶粒,以及表观密度为1.53 g/cm3、吸水率2.1%、颗粒强度为11.7 MPa的优质高强陶粒;SEM、XRD分析发现,Al粉的掺入减少了陶粒内部孔隙的形成,反应所生成的刚玉相对陶粒增强具有重要作用,同时原位生成的Fe金属相使材料获得了一定的延性断裂特征,改善了陶粒的韧性     

搅拌站污泥用于泡沫混凝土掺合料的研究

混凝土搅拌站污泥难以有效利用,严重污染了周边环境。在分析污泥粒度和活性的基础上,采用污泥作为掺合料制备超轻泡沫混凝土。试验结果表明,污泥的比表面积可以超过1000m~2/kg,活性指数可以接近70%,因此可以用污泥作为掺合料用于制备超轻泡沫混凝土。随着污泥掺量的增加,超轻泡沫混凝土浆体稠度也逐渐增大,浆体稳定性也逐渐增强;掺加适量污泥有利于细化超轻泡沫混凝土孔径,提高孔的均匀度;制备超轻泡沫混凝土时,污泥的适宜掺量10kg/m~3~30kg/m~3,即污泥在胶凝材料中的用量为5%~15%,可以获得干密度160kg/m~3~180kg/m~3的超轻泡沫混凝土,其抗压强度达到0.5MPa。     

软锰矿添加剂对高铝陶粒煅烧及产品性能影响的试验研究

本文采用高速混合造粒-无压烧结方法制备了高铝土矿为主要原料的烧结高强陶粒,并采用XRD、SEM分析了烧成样品的物相结构和形貌,测定了不同软锰矿掺量的陶粒样品的性能指标,得出以下结论:由于锰离子在刚玉晶格中的有限固溶,促进了陶粒的烧结;掺加软锰矿可在较低温度下获得满足产品性能要求的高强陶粒,适宜的制备条件为:软锰矿添加量3%,煅烧温度1420℃;该条件下制备的高强陶粒表观密度为3.14g/cm3,体积密度1.82g/cm3,69MPa压力下破碎率仅为3.5%。升温速度与制样混合程度对烧成样品的晶体发育和表面熔蚀孔洞有较大的影响。     

绿色高强优质淤泥陶粒的研制

采用武汉市湖泊淤泥作主要原料,掺入劣质湿排粉煤灰及其他工业废弃物,进行了绿色高强淤泥陶粒的研制。结果表明,淤泥陶粒较合理的焙烧温度区间为1050±50℃;淤泥陶粒的堆积密度和强度虽焙烧时间减小而减小,焙烧时间在20min￣25min时烧制出陶粒的综合性能较佳;粉煤灰的掺入后宜适当提高焙烧温度、延长焙烧时间,并可显著提高陶粒的筒压强度,降低其吸水率。