生活垃圾焚烧底灰制备建筑陶粒的方法

摘要

生活垃圾焚烧底灰制备建筑陶粒的方法，涉及建筑陶粒的制备方法。1)将生活垃圾焚烧底灰和废玻璃粉混合，得混合粉末；2)将混合粉末研磨，得混合细粉末；3)将工业油泥与水混合，得混合液体；4)将混合液体喷洒在混合细粉末上，得小球，煅烧，冷却后即得建筑陶粒。采用了100％的固体废弃物为原料，并通过加入工业油泥极大减少了生产能耗。所制备的建筑陶粒具有固体废弃物利用率高、吸水率低、堆密度小、筒压强度高的优点。造粒过程中加入工业油泥能够极大减少陶粒煅烧工序中的能耗，同时又能解决工业油泥本身的污染问题。

权利要求

1.生活垃圾焚烧底灰制备建筑陶粒的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将生活垃圾焚烧底灰和废玻璃粉混合，得混合粉末；混合粉末中生活垃圾焚烧底灰所占质量比为50％～80％，废玻璃粉所占质量比为20％～50％；

2)将混合粉末研磨，得混合细粉末；所述混合细粉末的细度为50～100目；

3)将工业油泥与水混合，得混合液体；所述工业油泥与水的体积比为1∶(0.5～10)；

4)将混合液体喷洒在混合细粉末上，得小球，煅烧，冷却后即得建筑陶粒；所述混合液体与混合细粉末的质量比为(4～9)∶20；

所述将混合液体喷洒在混合细粉末上，得小球的具体方法是将混合细粉末放在圆盘造粒机上，然后将混合液体用喷瓶均匀地喷洒到圆盘造粒机上的混合细粉末中，通过圆盘的转动形成小球；

所述小球的直径为3～10mm。

2.如权利要求1所述生活垃圾焚烧底灰制备建筑陶粒的方法，其特征在于在步骤2)中，所述研磨采用球磨机将混合粉末研磨10～20min，球磨机的转速为200～350rpm。

3.如权利要求1所述生活垃圾焚烧底灰制备建筑陶粒的方法，其特征在于在步骤4)中，所述煅烧是将小球通过马弗炉或回转窑在1000～1100℃下煅烧2min，所述煅烧的升温速度为5～20℃/min。

4.如权利要求1所述生活垃圾焚烧底灰制备建筑陶粒的方法，其特征在于在步骤4)中，所述冷却的温度为25～40℃。

说明书

生活垃圾焚烧底灰制备建筑陶粒的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑陶粒的制备方法，尤其是涉及以生活垃圾焚烧底灰为主要原料，结合废玻璃和工业油泥制备具有低吸水率、低密度及高筒压强度建筑陶粒的方法。

背景技术

[0002] 垃圾围城已成为阻碍城市发展的主要环境问题之一。生活垃圾焚烧发电被认为是目前垃圾处理的最可行方式之一，但随之产生的大量生活垃圾焚烧底灰的回收处理也引起广泛关注和研究。目前，全世界每年产生几千万吨的生活垃圾焚烧底灰，主要的处理方式是填埋、铺路及替代骨料。填埋处理方式不仅占用大量土地资源，而且造成资源浪费。而由于生活垃圾焚烧底灰中含有少量重金属元素及微量二噁英。将垃圾焚烧底灰简单应用于铺路可能会导致生活垃圾焚烧底灰中的重金属元素及二噁英随着雨水进入地下水，从而污染水资源，影响人类身体健康。

[0003] 世界上有很多的科学家致力于生活垃圾焚烧飞灰的处理以及回收利用。但迄今为止，生活垃圾焚烧底灰的利用仍停留在简单的替代骨料或路基填料，生活垃圾焚烧底灰的高价值资源化利用还未能得到深入的研究，也未能真正实现大规模处理(张立新，城市垃圾焚烧底灰的综合利用，建材世界，2009年，第30卷，第3期，136页)。回收生活垃圾焚烧底灰制备建筑陶粒也是一个新的研究方向。建筑陶粒是一种具有密度小、保温隔热、吸水率低、抗冻性好的环保建材，一般用来取代混凝土中的碎石或用于制备轻质的陶粒砌块。建筑陶粒是一种具有较高价值的建筑材料。但是，迄今为止国际上仍鲜有见到以生活垃圾焚烧底灰为主要原料制备建筑陶粒的相关报道或专利。2014年，同济大学的钱帅报道了以生活垃圾焚烧灰渣与废玻璃为原料制备泡沫玻璃，但该工艺使用了大量的二氧化硅、碳酸钠及硼酸调节垃圾焚烧灰渣的成分，导致固体废弃物的使用比例降低且原料成本较高(钱帅，林减，唐保山，用熔融法固化生活垃圾焚烧灰渣并制备泡沫玻璃，硅酸盐学报，2014年，第42卷，第1期，108页)。因此，提供一种以生活垃圾焚烧底灰为主要原料且原料成本低的制备高品质建筑陶粒的方法，不仅能提高生活垃圾焚烧底灰利用率及利用价值，还能够减少自然资源(粘土、页岩)的消耗，具有较高的社会、环境及经济效益。此外，提高产品的品质并降低产品生产成本，有利于促进环保节能建材的推广应用，并减少建筑负重及建筑能耗，具有较大的市场前景且符合国家政策。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于针对目前生活垃圾焚烧底灰利用效率及价值低的问题，提供一种生活垃圾焚烧底灰制备建筑陶粒的方法。

[0005] 本发明包括以下步骤：

[0006] 1)将生活垃圾焚烧底灰和废玻璃粉混合，得混合粉末；

[0007] 2)将混合粉末研磨，得混合细粉末；

[0008] 3)将工业油泥与水混合，得混合液体；

[0009] 4)将混合液体喷洒在混合细粉末上，得小球，煅烧，冷却后即得建筑陶粒。

[0010] 在步骤1)中，混合粉末中生活垃圾焚烧底灰所占质量比为50％～80％，废玻璃粉所占质量比为20％～50％。

[0011] 在步骤2)中，所述研磨可采用球磨机将混合粉末研磨10～20min，球磨机的转速可为200～350rpm；所述混合细粉末的细度可为50～100目。

[0012] 在步骤3)中，工业油泥与水的体积比可为1∶(0.5～10)。

[0013] 在步骤4)中，所述将混合液体喷洒在混合细粉末上，得小球的具体方法可将混合细粉末放在圆盘造粒机上，然后将混合液体用喷瓶均匀地喷洒到圆盘造粒机上的混合细粉末中，通过圆盘的转动形成小球；所述混合液体与混合细粉末的质量比可为(4～9)∶20；所述小球的直径可为3～10mm；所述煅烧可将小球通过马弗炉或回转窑在1000～1100℃下煅烧2min，所述煅烧的升温速度可为5～20℃/min；所述冷却的温度可为25～40℃。

[0014] 目前市面还没有以生活垃圾焚烧底灰为主要原料制备的建筑陶粒产品，与市面上以固废为主要原料制备的建筑陶粒相比，本发明所制备的建筑陶粒具有固体废弃物利用率高、吸水率低、堆密度小、筒压强度高的优点。造粒过程中加入工业油泥能够极大减少陶粒煅烧工序中的能耗，同时又能解决工业油泥本身的污染问题。

[0015] 本发明的生产工艺采用了100％的固体废弃物为原料，并通过加入工业油泥极大减少了生产能耗。所制得的建筑陶粒比市面上销售的同类建筑陶粒具有更低的吸水率、更低的密度及更高的筒压强度。

具体实施方式

[0016] 以下实施例将对本发明作更详细的说明。

[0017] 本发明中采用的生活垃圾焚烧底灰由晋江市创冠环保有限公司提供，生活垃圾焚烧底灰通过机械分筛的方法将金属、塑料分离出来，剩下的垃圾焚烧底灰可直接作为本发明的主要原料，用于建筑陶粒的生产。垃圾焚烧底灰的主要成分为氧化钙和二氧化硅，其主要元素含量如表1所示。

[0018] 表1细垃圾焚烧底灰的主要元素含量

[0019]主要元素 O Si Ca Al Na Fe Zn Mg 其它
质量百分比(％) 46.4 11.5 26.1 2.7 0.8 3.4 1.3 1.5 6.3

[0020] 本发明中采用的废玻璃是废物回收站提供的无法重新回收利用的混合颜色废玻璃，其主要元素含量如表2所示。添加废玻璃的主要目的是调节生活垃圾焚烧底灰中二氧化硅、氧化铝等含量的比例，因此也可采用废玻璃瓶、建筑玻璃等任何的废玻璃为辅助原料。

[0021] 表2废玻璃的主要元素含量

[0022]主要元素 O Si Ca Al Na K Mg C
质量百分比(％) 56.2 26.8 3.6 0.4 9.7 0.1 2.3 0.9

[0023] 本发明中采用的工业油泥来自于石化行业的工业废弃油泥，油泥本身主要成分为油水混合物及少量淤泥。由于工业油泥本身具有较高的燃烧值，添加工业油泥可降低陶粒生产过程中的能耗，节约能源成本。此外，工业油泥燃烧过程中会产生气体，而这些产生的气体能够在陶粒内部产生大量的小孔。因此，工业油泥在本发明中还起到发泡剂的作用。

[0024] 实施例1

[0025] 将700g生活垃圾焚烧底灰、300g废玻璃混合均匀并放入球磨机中，在300rpm的转动速度下球磨10min后获得细度小于50目的混合细粉末并把这些混合细粉末放置于圆盘造粒机上。开启圆盘造粒机，然后将300g混合液体(工业油泥∶水＝1∶5体积比)用喷瓶均匀喷在圆盘造粒机上的混合细粉末中，形成粒径为3～10mm的小球。最后将小球在马弗炉中1075℃下煅烧2min，马弗炉的升温速率为10℃/min，待温度降到30℃后可获得建筑陶粒样品。所3
得建筑陶粒的堆密度及吸水率分别为650Kg/m及1.2％。

[0026] 实施例2

[0027] 将650g生活垃圾焚烧底灰、350g废玻璃混合均匀并放入球磨机中，在300rpm的转动速度下球磨10min后获得细度小于50目的混合细粉末并把这些混合细粉末放置于圆盘造粒机上。开启圆盘造粒机，然后将300g混合液体(工业油泥∶水＝1∶3体积比)用喷瓶均匀喷在圆盘造粒机上的混合细粉末中，形成粒径为3～10mm的小球。最后将小球在马弗炉中1075℃下煅烧2min，马弗炉的升温速率为15℃/min，待温度降到30℃后可获得建筑陶粒样品。所得建筑陶粒的堆密度及吸水率分别为560Kg/m3及2.5％。

[0028] 实施例3

[0029] 将600g生活垃圾焚烧底灰、400g废玻璃混合均匀并放入球磨机中，在300rpm的转动速度下球磨10min后获得细度小于50目的混合细粉末并把这些混合细粉末放置于圆盘造粒机上。开启圆盘造粒机，然后将330g混合液体(工业油泥∶水＝1∶2体积比)用喷瓶均匀喷在圆盘造粒机上的混合细粉末中，形成粒径为3～10mm的小球。最后将小球在马弗炉中1050℃下煅烧2min，马弗炉的升温速率为15℃/min，待温度降到30℃后可获得建筑陶粒样品。所得建筑陶粒的堆密度及吸水率分别为480Kg/m3及3.1％。

[0030] 实施例4

[0031] 将600g生活垃圾焚烧底灰、400g废玻璃混合均匀并放入球磨机中，在300rpm的转动速度下球磨20min后获得细度小于100目的混合细粉末并把这些混合细粉末放置于圆盘造粒机上。开启圆盘造粒机，然后将360g混合液体(工业油泥∶水＝1∶1体积比)用喷瓶均匀喷在圆盘造粒机上的混合细粉末中，形成粒径为3～10mm的小球。最后将小球在马弗炉中1050℃下煅烧2min，马弗炉的升温速率为15℃/min，待温度降到30℃后可获得建筑陶粒样品。所得建筑陶粒的堆密度及吸水率分别为530Kg/m3及2.3％。

[0032] 实施例5

[0033] 将550g生活垃圾焚烧底灰、450g废玻璃混合均匀并放入球磨机中，在300rpm的转动速度下球磨20min后获得细度小于100目的混合细粉末并把这些混合细粉末放置于圆盘造粒机上。开启圆盘造粒机，然后将360g混合液体(工业油泥∶水＝1∶1体积比)用喷瓶均匀喷在圆盘造粒机上的混合细粉末中，形成粒径为3～10mm的小球。最后将小球在马弗炉中1025℃下煅烧2min，马弗炉的升温速率为10℃/min，待温度降到30℃后可获得建筑陶粒样品。所得建筑陶粒的堆密度及吸水率分别为560Kg/m3及2.0％。

[0034] 实施例6

[0035] 将500g生活垃圾焚烧底灰、500g废玻璃混合均匀并放入球磨机中，在300rpm的转动速度下球磨20min后获得细度小于100目的混合细粉末并把这些混合细粉末放置于圆盘造粒机上。开启圆盘造粒机，然后将360g混合液体(工业油泥∶水＝1∶1体积比)用喷瓶均匀喷在圆盘造粒机上的混合细粉末中，形成粒径为3～10mm的小球。最后将小球在马弗炉中1025℃下煅烧2min，马弗炉的升温速率为15℃/min，待温度降到30℃后可获得建筑陶粒样品。所得建筑陶粒的堆密度及吸水率分别为360Kg/m3及4.8％。

[0036] 实施例7

[0037] 将500g生活垃圾焚烧底灰、500g废玻璃混合均匀并放入球磨机中，在300rpm的转动速度下球磨20min后获得细度小于50目的混合细粉末并把这些混合细粉末放置于圆盘造粒机上。开启圆盘造粒机，然后将360g混合液体(工业油泥∶水＝2∶1体积比)用喷瓶均匀喷在圆盘造粒机上的混合细粉末中，形成粒径为3～10mm的小球。最后将小球在马弗炉中1025℃下煅烧2min，马弗炉的升温速率为15℃/min，待温度降到30℃后可获得建筑陶粒样品。所得建筑陶粒的堆密度及吸水率分别为490Kg/m3及5.8％。

[0038] 本发明以100％含量的废弃物制备出具有低吸水率及低堆密度的建筑陶粒，且工业油泥能够降低陶粒煅烧工艺的能耗。本发明将生活垃圾焚烧底灰和废玻璃混合并球磨；喷洒工业油泥与水的混合液体，在圆盘造粒机上造粒；在1000～1100℃的温度下煅烧2min，冷却后即可获得建筑陶粒。不使用粘土及页岩等不可再生自然资源，同时不使用添加剂，避免不可再生自然资源的消耗，极大程度上降低建筑陶粒的生产成本。