一种用废纸造纸污泥制备陶粒的方法

一种用废纸造纸污泥制备陶粒的方法

技术领域

本发明属于固体废弃物处理处置技术领域，具体涉及一种用废纸造纸污泥制备陶粒的方 法。

背景技术

我国建筑行业对轻质烧结陶粒的需求量巨大，同时在我国的城镇居民和工业污水处理中， 对用作水处理装置过滤填料的陶粒滤料的需求量较大。常规的陶粒加工就是利用挖取农田的 粘土，经过造粒和烧结而成，因而造成土壤资源大量流失，毁田现象相当严重。

纸张已被广泛地应用于各领域，但是，造纸工业每年产生的大量污泥已给环境带来了严 重的污染问题。随着国家环保政策的日趋严格，如何处置造纸业每年产生数量巨大的污泥， 已经越来越成为人们所关注的焦点。若采用焚烧处理不仅会污染大气，而且能耗巨大；若采 用添埋处理，则会对地下水资源造成污染。因此如何处理造纸污泥已成为目前迫切需要解决 的问题。

申请号CN1299790A的发明公开了一种利用造纸废料制砖的方法，该方法包括将造纸废 料按一定的比例掺入粘土或者粉煤灰中，然后再经过成型和在窑炉中烧成，获得建筑用的烧 结粘土砖。另外，申请号01126893.X的发明也公开了另外一种利用废纸造纸污泥和部分粘土 配料制备烧结砖的方法。上述两个发明对废纸造纸污泥的资源化，无污染化有一定的积极意 义。随着我国的墙改政策的深入，以新型墙体材料取代粘土烧结砖这一政策的执行已经进入 尾声，为了保护耕地，粘土烧结砖已经绝大部分为新型免烧墙体材料所取代，废纸造纸污泥 的处理又成了一个难题。

发明内容

本发明提供一种用废纸造纸污泥制备陶粒的方法，目的是解决废纸造纸污泥的废料处理 问题，同时利用废纸造纸污泥制造陶粒，该陶粒可以用于建筑用轻质集料和污水处理用的滤 料。

本发明所提供的一种利用废纸造纸污泥制备陶粒的方法，具体步骤如下：

(1)原料的预处理

用杀菌剂对废纸造纸污泥进行预处理：按废纸造纸污泥的重量计，向废纸造纸污泥中加 入重量比0.5～1％的杀菌剂，消除恶臭。

本发明所用粘土为粘土矿，或为清洗采石场石料尾矿砂后所生成的工业垃圾，即尾矿泥， 该尾矿泥具有较好的塑性和烧结性，将粘土干燥、破碎至粒径小于0.088毫米；

本发明所用的粉煤灰为粗渣，将粉煤灰粗渣进行筛分，使其粒度为0.1-0.5毫米；

(2)将步骤(1)处理过的废纸造纸污泥、粘土以及粉煤灰进行混合，其中所述的废纸造 纸污泥重量份数为20～60，所述的粘土重量份数为20～45，所述的粉煤灰重量份数为0～60；

(3)将步骤(2)所得的混合物混合成塑性泥料，经对辊压制成型为粒径统一的泥球，或 将步骤(2)所得的混合物粉体直接经过圆盘造粒机造粒成型为粒径统一的泥球，干燥后，在 1050～1250℃的烧结温度下保温1～5小时进行烧结，其中室温至600℃加热速度为2～5℃/分钟， 600℃至烧结温度的加热速度为5～10℃/分钟，烧结温度至室温的冷却速度为5～10℃/分钟，最 后得到本发明的目标产品：陶粒。

本发明所制得的陶粒能按照建筑集料和污水处理滤料的要求，具有不同的孔径、气孔率、 机械强度和堆积密度。

本发明方法解决了废纸造纸产生的大量污泥的处理问题，使废料得到了合理的再生利用， 另外还回收利用了建筑集料破碎过程中碎石屑中的粘土，解决了其占用耕地的问题，节约了 粘土资源，具有显著的环保意义。本发明中的陶粒配方中，污泥所占比重较大，这样可以有 效利用污泥中的有机成分高温氧化所释放的热量，有效降低了加工过程中的能耗。另外本发 明的制备陶粒方法工艺简单，成本低，适合于工业大规模生产，产品的成品率高，适用范围 宽。由本发明制陶粒法获得的轻质陶粒，尺寸规范，容易级配，耐压性能和其它各项指标符 合国家标准。

具体实施方式

本发明中所称“废纸造纸污泥”，即废纸造纸产生的污泥，专指再生纸加工中所产生的污 泥。废纸造纸污泥，它的主要成分是45～53％的木质短纤维，17～20％的碳酸钙等，以及其它 有机物，木质短纤维的热值约为600～1000kcal/kg，释放时能替代部分陶粒烧成用能源，同时 还有明显的增孔作用。

在本发明的一个较佳实施方案中，制备方法如下：

(1)原料的预处理

废纸造纸污泥(含水分20～25％)含有大量的有机微生物，运输和堆放期间会产生恶臭， 对环境造成二次污染。在本发明的方法中，按污泥的重量计，向废纸造纸污泥中加入0.5～1％ (重量)的杀菌剂，消除恶臭。所用杀菌剂可以是次氯酸纳、戊二醛溶液。

将粘土干燥和破粉碎至小于0.088毫米。

将粉煤灰粗渣进行筛分，使其粒度为0.1—0.5毫米。

(2)原料的配比与混合

用搅拌机混合经上述预处理后的粘土，废纸造纸污泥，粉煤灰粗渣，所用搅拌机可以是 双轴或单轴搅拌机。

(3)球粒的辊压成型

上述混合好的配料，经过陶瓷加工的练泥工艺后变成塑性泥饼或泥条，再经过对辊颗粒 成型机压制成颗粒尺寸和形状规则的球形颗粒坯体，这里较好的颗粒坯体形状为尺寸规格统 一的球形，以便于减小滤球的料床阻力，提高过滤效率，另外作为建材轻集料使用，可以提 高轻集料混凝土的强度。

(4)烧结制得成品

将上述陶粒坯体球粒放入回转窑或竖炉或梳式窑或隧道窑中烧成，烧结温度为 1050～1250℃，其中室温至600℃加热速度为2～5℃/分钟，600℃至烧结温度为5～10℃/分钟， 在最高烧结温度保温1～5小时，烧结温度至室温冷却速度5～10℃/分钟，获得水处理用和建筑 轻集料用的陶粒。

具体实施例如下：

实施例1：

向60千克废纸造纸污泥(干重)中拌入0.3千克的戊二醛进行预处理。用双轴搅拌机搅 拌所得到的废纸造纸污泥、40千克粘土，再经过练泥和辊压成型为直径为5毫米球形陶粒坯 体，经过干燥后放入梳式窑中烧成，室温至600℃加热速度为2℃/分钟，600℃至烧结温度为 10℃/分钟，在最高烧结温度1250℃保温5小时，最高烧结温度至室温冷却速度10℃/分钟， 获得建筑轻集料用陶粒成品，对它们进行检验，结果见表1。

实施例2：

向24千克废纸造纸污泥(干重)中拌入0.12千克的次氯酸纳进行预处理。用双轴搅拌 机搅拌所得到废纸造纸污泥、38千克尾矿泥和38千克粉煤灰粗渣，再经过练泥和辊压成型 为直径为5毫米球形陶粒坯体，经过干燥后放入梳式窑中烧成，室温至600℃加热速度为2 ℃/分钟，600℃至烧结温度为10℃/分钟，在最高烧结温度1050℃保温4小时，最高烧结温度 至室温冷却速度10℃/分钟，获得建筑轻集料用陶粒成品，对它们进行检验，结果见表1。 实施例3：

向33千克废纸造纸污泥(干重)中拌入0.165千克的次氯酸纳进行预处理。用双轴搅拌 机搅拌所得到的废纸造纸污泥、45千克尾矿泥和22千克粉煤灰粗渣，再经过练泥和辊压成 型为直径为5毫米球形陶粒坯体，经过干燥后放入梳式窑中烧成，室温至600℃加热速度为2 ℃/分钟，600℃至烧结温度为10℃/分钟，在最高烧结温度1100℃保温4小时，最高烧结温度 至室温冷却速度10℃/分钟，获得建筑轻集料用陶粒成品，对它们进行检验，结果见表1。

实施例4：

向17千克废纸造纸污泥(干重)中拌入0.85千克的戊二醛进行预处理。用双轴搅拌机搅拌 所得到废纸造纸污泥、33千克尾矿泥和50千克粉煤灰粗渣，再经过练泥和辊压成型为直径 为5毫米球形陶粒坯体，经过干燥后放入梳式窑中烧成，室温至600℃加热速度为2℃/分钟， 600℃至烧结温度为10℃/分钟，在最高烧结温度1150℃保温4小时，最高烧结温度至室温冷 却速度10℃/分钟，获得建筑轻集料和污水处理均可使用的陶粒成品，对它们进行检验，结果 见表1。

实施例5：

向20千克废纸造纸污泥(干重)中拌入0.1千克的戊二醛进行预处理。用双轴搅拌机搅 拌所得到废纸造纸污泥、20千克粘土和60千克粉煤灰粗渣，再经过练泥和辊压成型为直径 为5毫米球形陶粒坯体，经过干燥后放入梳式窑中烧成，室温至600℃加热速度为2℃/分钟， 600℃至烧结温度为10℃/分钟，在最高烧结温度1200℃保温5小时，最高烧结温度至室温冷 却速度10℃/分钟，获得建筑轻集料和污水处理均可使用的陶粒成品，对它们进行检验，结果 见表1。

表1：