疏浚底泥-大理石废粉陶粒的制备工艺及性能

通过对两河段底泥(DSⅠ和DSⅡ)、大理石废粉(MWP)两种固体废弃物的化学组成及热稳定性分析,确定制陶原材料配比与工艺参数范围,设计了以不同原料配比、预热时间、焙烧温度、焙烧时间为因素,以堆积密度、吸水率、抗压强度和除磷率为水平的正交实验,并根据正交实验结果分别确定了一种制备高强建筑轻集料(DMC-HC)和一种高效除磷滤料(DMC-HP)的最佳原料配比和工艺参数,利用XRD观察不同性能的DMC物相变化,分析DMC抗压性能与除磷性能的形成过程。结果表明,底泥与大理石废粉能够很好地制备陶粒,在原料配比为DSⅠ∶DSⅡ∶MWP=2∶1∶0.8、预热时间为10 min、焙烧温度为1 060℃、焙烧时间为10 min时,可制得堆积密度为696.29 kg/m~3,表观密度为1 430 kg/m~3,空隙率为52.23%,吸水率为33.42%,抗压强度为2.37 MPa,破碎率于磨损率之和为4.12%,盐酸可溶率为1.56%,比表面积为2.06 m~2/g的高效除磷陶粒;DSⅠ∶DSⅡ∶MWP=2∶1∶0.8、预热时间为5 min、焙烧温度为1 180℃、焙烧时间为15 min时,制得堆积密度为950.35 kg/m~3、吸水率为1.5%、抗压强度为25.53 MPa的低吸水率、轻质高强陶粒。结合XRD物相分析表明:陶粒主要通过化学沉淀达到高效除磷效果,在1 180℃时形成的蓝晶石和铝酸钙是使陶粒获得高强性能的主要原因。