一種將含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥的方法
2023-06-05 13:43:01 2
專利名稱：一種將含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥的方法
技術領域：
本發明屬於環境工程技術領域，尤其涉及一種將含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥的方法。
背景技術：
氟化鈣汙泥中，含有硫酸鈣、石灰等雜質成份，可採用「固化穩定化+幹化工藝」，將含氟汙泥處理至普通固廢的要求，實現含氟汙泥的無害化，為其資源化奠定基礎。固化/穩定化技術是目前國內市政汙泥處理處置過程中的一種重要方法，其保證了我國大量汙泥在低成本條件下實現了無害化處理，並可初步實現資源化。固化是指通過降低汙泥含水率、提高汙泥的強度、降低透水性來改變汙泥的物理性質的過程；穩定化是指轉化汙泥中所含汙染物的形態，構建內封閉系統而改變汙泥化學性質的過程。幹化過程將汙泥中的水份蒸發，使得汙泥的性狀變為固體顆粒狀狀，得到的穩定化汙泥可作為水泥廠或蒸汽磚廠原材料。目前，在土木工程材料應用中，生產量最大、應用最廣的是普通矽酸鹽系列水泥，這種水泥需要不斷從大自然索取資源，與可持續發展的觀點不相吻合。因此，若能將含氟固化泥應用到製造普通矽酸鹽水泥中，基本上可解決固化泥的出路問題，並能為水泥製造商節省原材料成本。
發明內容
本發明旨在提供一種將含氟的汙泥用於水泥的燒制中，達到汙泥的無害化、穩定化、資源化的目的。本發明的目的是提供一種將含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥的方法，本發明是通過以下步驟實現的含氟汙泥固化和幹化、氟鋁酸鹽水泥的生產；含氟汙泥固化是將汙水廠得到的含氟量較大的汙泥，往汙泥中添加固化劑和穩定劑，然後通過機械攪拌，使得汙泥和固化穩定劑混合均勻，在穩定劑作用下，氟離子被穩定化，使得汙泥的氟浸出量大大降低，經固定化的汙泥粘性降低、硬度得以加強，含氟汙泥幹化是將固定好的汙泥採用迴轉乾燥爐進行加熱去除汙泥中的水分；氟鋁酸鹽水泥的生產包括生料製備、熟料燒成、水泥製備；其中生料製備是氟鋁酸鹽水泥採用的原料是石灰石、礬土和含氟汙泥，其重量比為石灰石CaO > 40%，礬土 =Al2O3 > 25% ;含氟汙泥10% -15% ;熟料燒成是將生料一般在迴轉窯內煅燒，溫度在1300 1400°C下進行煅燒。由於氟的作用，生料有很高的活性。在1200°C以下，可以生成C11A7 · CaF2和C3S，具體反應如下1080 0C CaF2+4C2S+3Ca0 — C11S4 · CaF21180 °C C11S4 · CaF2 — 3C3S+CaF2C12A7+CaF2 — C11A7 · CaF2+Ca0(3)水泥製備，氟鋁酸鹽水泥的粉磨要求細度較高，由於熟料的易磨性高，在水泥製備的粉磨階段加入適量石膏和10% 20%礦渣一起粉磨，同時加入小於5%的含氟汙泥
代替石膏。
其原理一是水泥的製作過程中要加入礦化劑，其主要作用是改善固相和液相反應作用，而含氟固化泥中的CaF2和CaSO4則正是最普遍、最成熟的礦化劑，二是在水泥製成階段，對於氟鋁酸鹽水泥，螢石是必需礦物，而含氟固化泥中本身含有較大量的CaF2，可看作品位不高的螢石作為生料使用，從而達到降低成本的作用，而且可以改善水泥性能如強度、安定性、顏色等。本發明的有益效果是1.通過本發明的製備，利用工業廢棄資源含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥，實現汙泥的資源化利用，有效解決了含氟汙泥處置問題，實現資源可持續利用。2.所製取的氟鋁酸鹽水泥，可以廣泛地應用於房屋、道路等基礎建設，也可以用於國防科工建設。本發明實現了資源的回收和再利用，為國家經濟建設開創了一條新途徑。
具體實施例方式下面結合具體實施方式
進一步對本發明加以說明實施例I :一種將含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥的方法，通過以下步驟實現 (I)含氟汙泥固化和幹化，將汙水廠得到的含氟量較大的汙泥，往汙泥中添加固化劑和穩定劑，然後通過機械攪拌，使得汙泥和固化穩定劑混合均勻。得到固化的汙泥。(2)氟鋁酸鹽水泥的生產I)生料製備，氟鋁酸鹽水泥採用的原料是石灰石、礬土、螢石和含氟汙泥，重量配比為石灰石CaO = 52*%，帆土 A1203 = 27% ;裡石9*%，含氣汙泥12*%。2)熟料燒成，生料一般在迴轉窯內煅燒，溫度在1300 1400°C下進行煅燒。由於氟的作用，生料有很高的活性。在1200°C以下，可以生成C11A7 ·具體反應如下1080 °C CaF2+4C2S+3Ca0 — C11S4 · CaF21180 °C C11S4 · CaF2 — 3C3S+CaF2C12A7+CaF2 — C11A7 · CaF2+Ca03)水泥製備，氟鋁酸鹽水泥的粉磨要求細度較高，由於熟料的易磨性高，在粉磨階段加入適量石膏和10% 20%的礦渣一起粉磨，同時加入3%的含氟汙泥代替石膏。實施例2 :又一種將含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥的方法，是通過以下步驟實現(I)含氟汙泥固化和幹化，將汙水廠得到的含氟量較大的汙泥，往汙泥中添加固化劑和穩定劑，然後通過機械攪拌，使得汙泥和固化穩定劑混合均勻。得到固化的汙泥。(2)氟鋁酸鹽水泥的生產I)製備生料，氟鋁酸鹽水泥採用的原料是石灰石、礬土、石膏和含氟汙泥，重量配比為石灰石45% ；A120332% ;裡石4*%，含氣汙泥19*%。2)熟料燒成，生料一般在迴轉窯內煅燒，溫度在1300 1400°C下進行煅燒，熟料形成過程為:950°C時，C4A3S和C2AS開始形成；1100°C時，C2S出現;1200°C時，C2AS消失，出現 2C2S · CaS04 ; 1250°C時，C2S 增加；1300 1400。。時，2C2S · CaS04 消失，熟料燒成。3)水泥製備，氟鋁酸鹽水泥的粉磨要求細度較高，由於熟料的易磨性高，在粉磨階段加入適量石膏和10% 20%的礦渣一起粉磨，同時加入4%的含氟汙泥代替石膏。最後應說明的是顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非對實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動，由此所引 伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。
權利要求
1.一種將含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥的方法，特徵是通過以下步驟實現的含氟汙泥固化和幹化、氟鋁酸鹽水泥的生產；含氟汙泥固化是將汙水廠得到的含氟量較大的汙泥，往汙泥中添加固化劑和穩定劑，然後通過機械攪拌，使得汙泥和固化穩定劑混合均勻，在穩定劑作用下，氟離子被穩定化，使得汙泥的氟浸出量大大降低，經固定化的汙泥粘性降低、硬度得以加強，含氟汙泥幹化是將固定好的汙泥採用迴轉乾燥爐進行加熱去除汙泥中的水分；氟鋁酸鹽水泥的生產包括生料製備、熟料燒成、水泥製備；其中生料製備是氟鋁酸鹽水泥採用的原料是石灰石、礬土和含氟汙泥，其重量比為石灰石=CaO > 40%，礬土 =Al2O3 >25%;含氟汙泥10% -15%;熟料燒成是將生料一般在迴轉窯內煅燒，溫度在1300 1400°C下進行煅燒。
2.根據權利要求I所述的一種將含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥的方法，其特徵是水泥製備的粉磨階段加入適量石膏和10% 20%礦渣一起粉磨，同時加入小於5%的含氟汙泥代替石骨。
3.根據權利要求I所述的一種將含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥的方法，其特徵是生料製備中，原料重量配比優選方案是石灰石=CaO = 52%，礬土 =Al2O3 = 27% ;螢石9%，含氟汙泥12%。
4.根據權利要求I所述的一種將含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥的方法，其特徵是製備生料中，原料重量配比次選方案是石灰石45% ；A120332% ;螢石4%，含氟汙泥19%。
全文摘要
一種將含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥的方法，屬於環境工程技術領域，是通過以下步驟實現的含氟汙泥固化和幹化、氟鋁酸鹽水泥的生產；氟鋁酸鹽水泥的生產包括生料製備、熟料燒成、水泥製備；其中生料製備是氟鋁酸鹽水泥採用的原料是石灰石、礬土和含氟汙泥，其重量比為石灰石CaO＞40％，礬土Al2O3＞25％；含氟汙泥10％-15％；熟料燒成是將生料一般在迴轉窯內煅燒，溫度在1300～1400℃下進行煅燒。通過本發明的製備，利用工業廢棄資源含氟汙泥製備氟鋁酸鹽水泥，實現汙泥的資源化利用，有效解決了含氟汙泥處置問題，實現資源可持續利用。本發明實現了資源的回收和再利用，為國家經濟建設開創了一條新途徑。
文檔編號C04B7/32GK102795795SQ201210315400
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者黃靖宇 申請人:黃靖宇