一種陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒及製造方法
2023-05-25 14:12:16 2
專利名稱：一種陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒及製造方法
技術領域：
本發明涉及環境保護、資源綜合利用和建材製造多個技術領域，具體說是一種利用陳腐垃圾渣粉為主要原材料,陳腐垃圾塑料汙泥沙為次要原材料的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒及其製造方法。
背景技術：
改革開放以來，我國政府重視城市垃圾處理與管理，禁止垃圾焚燒和隨便丟棄，採用集中填埋的方式處理，垃圾填埋場一般選在距離城市中心較遠的郊區。三十多年過去了，我國改革開放的國策取得了令世人震驚的大發展，尤其是城市化進程極快，城市不斷向外延伸，原先的垃圾填埋場現在成為市區，必須將先前的垃圾填埋場填埋的陳腐垃圾進行處理。這種處理不是簡單的將這些陳腐垃圾挖出來運到更遠的地方挖坑再次集中填埋，而是對這些陳腐垃圾進行環保無害化和資源化的利用，不再做填埋，減少對耕地的佔用和環 境的汙染。如何將其大規模的利用起來，真正做到陳腐垃圾的環保無害化和資源化分項利用，達到陳腐垃圾零排放的目標，的確是一個亟待研究解決的課題。保定市華銳方正機械製造公司研發了大型陳腐垃圾分選設備，經過多道分選工藝後，將城市垃圾集中填埋後形成的陳腐垃圾分選為六類第一類是直徑為200mm以上的大石塊；第二類是粒徑在40mm 200mm的較大石塊、磚頭、瓦塊；第三類是粒徑在20mm 40mm的碎石塊、碎瓦塊、碎磚頭、碎瓷塊等；第四類是粒徑在20_以下的陳腐垃圾渣粉，佔陳腐垃圾總量的1/3左右，是數量最大的一類，其含水率約佔35. 2%，幹堆積密度約895Kg/m3 ;第五類是各種廢棄塑料；第六類是輕質可燃性有機物。其中第一類至第三類，經過加工後，可以作為建築用的各種骨料，第六類加工成燃料棒，作為再生燃料使用。第四類目前還沒有發現一個好的利用途徑，起初誤認為粒徑小於20mm陳腐垃圾渣粉是有機土，可以用作園林或農業用肥，但後來發現，粒徑小於20mm陳腐垃圾渣粉存在兩大問題一是從化學成分上看，該粒徑小於20mm陳腐垃圾渣粉裡含有硝酸鹽，重金屬等有害物質，這些對土壤和地下水資源有嚴重汙染，據權威機構檢測1噸垃圾至少汙染5噸地下水；二是從物理形態上看，該粒徑小於20mm陳腐垃圾渣粉裡，含有碎石、砂粒、磚粒、硬塑料塊、碎玻璃、碎陶瓷、碎煤渣、碎塑料、各種金屬等，應有盡有，佔總量的48%，用O. 6mm的方孔篩過篩，篩底粉料中的含砂量佔49%，根本不適合植物和農作物的生長，而且，對土壤有很大的危害。鑑於上述理由，出於無奈，該粒徑小於20mm陳腐垃圾渣粉，目前只能採用二次填埋方式處理，該二次填埋處理方式帶來了對地下水的嚴重汙染，這就迫使人們研究發明陳腐垃圾利用的新途徑既能真正做到環保無害化和資源化利用這些粒徑小於20mm陳腐垃圾渣粉，又不對環境產生二次汙染，使陳腐垃圾處理真正達到零排放的目標。第五類各種廢棄塑料可以回收再利用，但在回收再利用的過程中又產生了二次汙染，其回收利用流程如下首先，要對分選出的各種廢棄塑料進行打散；其次，將大塊廢棄塑料切割成小塊；第三，進行多道水洗，第四，水洗後的廢棄塑料進行脫水烘乾，最後進入造粒機進行造粒，成為再生塑料製品用的原料；但對於水洗後的汙泥沙不能排放，需要進行循環處理，一是為了降低用水量，二是泥水中含有硝酸鹽，重金屬等有害化學物質，這些物質對土壤和地下水資源有嚴重汙染。為此，要對水洗後的汙泥沙進行泥水分離，分離出的水可重複使用，分離出的汙泥沙如何做到資源化、無害化利用，至今還是一個空白，這就制約了陳腐垃圾塑料的回收再利用。迫使人們研究發明陳腐垃圾塑料汙泥沙的利用方法既能真正做到環保無害化和資源化利用陳腐垃圾塑料汙泥沙，又不對環境產生二次汙染，使陳腐垃圾處理真正達到零排放的目標。本發明試圖以粒徑小於20mm的陳腐垃圾渣粉為主要原材料、陳腐垃圾塑料汙泥沙為次要原材料，不用任何粘結劑等其它材料，生產一種陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒，將此二種廢棄物充分利用起來，達到循環經濟的目的利廢、環保、節土、節能。該種陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒可以用於建築材料、城市汙水處理等領域。
發明內容
本發明的目的在於克服目前國內在陳腐垃圾處理、利用工藝中，對分選出來的粒徑小於20mm陳腐垃圾渣粉，在循環利用上存在的技術空白以及為陳腐垃圾塑料汙泥沙的環保無害化處理、資源化綜合利用尋找新的途徑，提供一種選料科學、配比合理、陳腐垃圾 粉料和陳腐垃圾塑料汙泥沙摻量較高的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒及其製造方法。本發明的技術方案是這樣實現的一種陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒及其製造方法，包括兩個方面，其一是材料及配比，其二是製造工藝流程。本發明一種陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒及其製造方法，包含有陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙；粒徑在20mm以下的陳腐垃圾渣粉，佔陳腐垃圾總量的1/3左右，是數量最大的一類，其含水率約35. 2 %，幹堆積密度約895Kg/m3，從物理形態上看，該粒徑小於20mm陳腐垃圾渣粉裡，含有碎石、砂粒、磚粒、硬塑料、碎玻璃、碎陶瓷、碎煤渣、碎塑料等，應有盡有，用O. 6mm的方孔篩過篩，含有碎石、粗砂粒、碎磚塊、碎瓦塊、硬塑料、碎玻璃、碎陶瓷、碎煤渣、碎塑料片等篩餘渣粒約佔總量的48%，篩底粉料約佔52%，在篩底粉料中，含砂量約佔49% ;將篩餘渣粒進行磨細處理，再用O. 6mm的方孔篩過篩，該篩底粉料中的砂含量約佔60. 1% ;陳腐垃圾塑料汙泥沙中，含有約I. 7%的廢棄塑料碎屑，約15. 2%的細沙，約2%輕質植物碎屑，泥土含量約81. I %，該種陳腐垃圾塑料汙泥沙粉料的幹堆積密度為690kg/m3 ;處理後的陳腐垃圾粉料雖具有單獨形成陶粒的化學成分和物理性能，存在兩大缺陷一是由於其本身較多的有機植物粉末，矽質材料較少，成球或造粒困難；二是其含有的二氧化矽、三氧化二鋁的成分不足，致使形成的陶粒強度較低，有的會形成粉球。為此，必須在陳腐垃圾粉料中摻加大量陳腐垃圾塑料汙泥沙，因為，陳腐垃圾塑料汙泥沙有一個顯著的特點即含有較高的二氧化矽、三氧化二鋁的成分，塑性指數較高，可以彌補陳腐垃圾渣粉單獨燒結陶粒的先天不足(成球或造粒困難和陶粒強度低)。所以，摻加陳腐垃圾塑料汙泥沙後，既提高了陳腐垃圾渣粉陶粒混合料的塑性指標，有利於混合粉料成球或造粒，又能提高陳腐垃圾渣粉陶粒的物理力學性能，同時為陳腐垃圾塑料汙泥沙的環保無害化處理和資源化利用找到一條新途徑，實現了該兩種粉料的性能互補。重量配比陳腐垃圾粉料55% 75%;
陳腐垃圾塑料汙泥沙 25^-45%;所述的陳腐垃圾粉料為用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6mm方孔篩篩底粉料，與將O. 6mm方孔篩篩餘渣粒(如碎石、砂子、碎磚粒、碎瓦塊、硬土塊、碎玻璃、碎陶瓷、碎煤渣、碎塑料、堅果殼等，應有盡有)進行磨細，再用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6mm方孔篩篩底粉料，該兩種粉料混合後作為生產陶粒的主要原材料。製造工藝流程如下I.將經過多道分選工序後得到的、粒徑小於20mm的陳腐垃圾渣粉，先烘乾，後除鐵；2.將烘乾、除鐵後的陳腐垃圾渣粉，用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6mm方孔篩篩底粉料，作為生產陶粒的主要原材料；3.將O. 6_方孔篩篩餘渣粒(如碎石、砂子、碎磚粒、碎瓦塊、硬土塊、碎玻璃、碎陶瓷、碎煤渣、碎塑料、堅果殼等，應有盡有)進行磨細，再用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6_方孔 篩篩底粉料，作為生產陶粒的主要原材料，O. 6mm方孔篩篩餘是數量較小(不到4%)的各種輕質可燃性有機物；4.將經過多道水洗工序對陳腐垃圾塑料水洗後得到的汙泥沙水進行泥水分離；5.將脫水後的陳腐垃圾塑料汙泥沙和用O. 6mm方孔篩過篩後得到的陳腐垃圾粉料分別計量；6.將該兩種物料送入對輥擠出機進行擠壓造粒；7.將造好的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒生料顆粒，利用燒結旋轉窯的餘熱進行烘乾處理；8.將烘乾後的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料泥沙陶粒生料顆粒送入燒結旋轉窯進行燒結，燒結溫度1160°C 1220°C，燒結時間45分鐘 I小時，陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒生料顆粒在旋轉燒結窯內，依次經過預熱、燒結、冷卻三個工藝階段，在窯內冷卻到約600°C至500°C ；9.將燒結好的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒通過冷卻旋轉窯進行冷卻至100°C左右；10.將冷卻後的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒送入成品堆場。
圖I為本發明的製造工藝流程圖
具體實施例方式本發明一種陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒及其製造方法，製造陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒的材料，包含有陳腐垃圾粉料、陳腐垃圾塑料汙泥沙兩種材料及配比和製造工藝流程，結合附圖對發明的技術方案作進一步說明如下實施例I重量配比陳腐垃圾粉料55% ；陳腐垃圾塑料汙泥沙 45% ；
所述的陳腐垃圾粉料為用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6mm方孔篩篩底粉料，與將O. 6mm方孔篩篩餘渣粒(如碎石、砂子、碎磚粒、碎瓦塊、硬土塊、碎玻璃、碎陶瓷、碎煤渣、碎塑料、堅果殼等，應有盡有)進行磨細，再用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6mm方孔篩篩底粉料，該兩種粉料混合後作為生產陶粒的主要原材料。製造工藝流程I.將經過多道分選工序後得到的、粒徑小於20mm的陳腐垃圾渣粉，先烘乾，後除鐵；2.將烘乾、除鐵後的陳腐垃圾渣粉，用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6mm方孔篩篩底粉料，作為生產陶粒的主要原材料；3.將O. 6_方孔篩篩餘渣粒(如碎石、砂子、碎磚粒、碎瓦塊、硬土塊、碎玻璃、碎陶瓷、碎煤渣、碎塑料、堅果殼等，應有盡有)進行磨細，再用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6_方孔篩篩底粉料，作為生產陶粒的主要原材料，O. 6mm方孔篩篩餘是數量較小(不到4%)的各 種輕質可燃性有機物；4.將經過多道水洗工序對陳腐垃圾塑料水洗後得到的汙泥沙水進行泥水分離；5.將脫水後的陳腐垃圾塑料汙泥沙和用O. 6mm方孔篩過篩後得到的陳腐垃圾粉料分別計量；6.將該兩種物料送入對輥擠出機進行擠壓造粒；7.將造好的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒生料顆粒，利用燒結旋轉窯的餘熱進行烘乾處理；8.將烘乾後的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料泥沙陶粒生料顆粒送入燒結旋轉窯進行燒結，燒結溫度1160°C 1220°C，燒結時間45分鐘 I小時，陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒生料顆粒在旋轉燒結窯內，依次經過預熱、燒結、冷卻三個工藝階段，在窯內冷卻到約600°C至500°C ；9.將燒結好的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒通過冷卻旋轉窯進行冷卻至100°C左右；10.將冷卻後的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒送入成品堆場。生產的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒，其各項性能指標，均符合國家標準《輕集料及其試驗方法第I部分輕集料》GB/T17431. I的要求幹堆積密度789kg/m3，筒壓強度5. 6MPa, Ih吸水率12. 7%0實施例2重量配比陳腐垃圾粉料75% ；陳腐垃圾塑料汙泥沙 25% ；製造工藝流程所述的陳腐垃圾粉料為用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6mm方孔篩篩底粉料，與將
O.6mm方孔篩篩餘渣粒(如碎石、砂子、碎磚粒、碎瓦塊、硬土塊、碎玻璃、碎陶瓷、碎煤渣、碎塑料、堅果殼等，應有盡有)進行磨細，再用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6mm方孔篩篩底粉料，該兩種粉料混合後作為生產陶粒的主要原材料。製造工藝流程
I.將經過多道分選工序後得到的、粒徑小於20mm的陳腐垃圾渣粉，先烘乾，後除鐵；2.將烘乾、除鐵後的陳腐垃圾渣粉，用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6mm方孔篩篩底粉料，作為生產陶粒的主要原材料；3.將O. 6_方孔篩篩餘渣粒(如碎石、砂子、碎磚粒、碎瓦塊、硬土塊、碎玻璃、碎陶瓷、碎煤渣、碎塑料、堅果殼等，應有盡有)進行磨細，再用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6_方孔篩篩底粉料，作為生產陶粒的主要原材料，O. 6mm方孔篩篩餘是數量較小(不到4%)的各種輕質可燃性有機物；4.將經過多道水洗工序對陳腐垃圾塑料水洗後得到的汙泥沙水進行泥水分離；5.將脫水後的陳腐垃圾塑料汙泥沙和用O. 6mm方孔篩過篩後得到的陳腐垃圾粉料分別計量； 6.將該兩種物料送入對輥擠出機進行擠壓造粒；7.將造好的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒生料顆粒，利用燒結旋轉窯的餘熱進行烘乾處理；8.將烘乾後的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料泥沙陶粒生料顆粒送入燒結旋轉窯進行燒結，燒結溫度1160°C 1220°C，燒結時間45分鐘 I小時，陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒生料顆粒在旋轉燒結窯內，依次經過預熱、燒結、冷卻三個工藝階段，在窯內冷卻到約600°C至500°C ；9.將燒結好的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒通過冷卻旋轉窯進行冷卻至100°C左右；10.將冷卻後的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒送入成品堆場。生產的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒，其各項性能指標，均符合國家標準《輕集料及其試驗方法第I部分輕集料》GB/T17431. I的要求幹堆積密度737kg/m3，筒壓強度4. OMPa, Ih吸水率16. 9%0
權利要求
1.一種陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒及製造方法，其特徵在於 a)所用材料由陳腐垃圾粉料、陳腐垃圾塑料汙泥沙組成，其重量配比如下陳腐垃圾粉料55% 75%，陳腐垃圾塑料汙泥沙25 45% ; b)製造工藝流程如下 1.將經過多道分選工序後得到的、粒徑小於20_的陳腐垃圾渣粉，先烘乾，後除鐵； 2.將烘乾、除鐵後的陳腐垃圾渣粉，用O.6mm的方孔篩過篩，O. 6_方孔篩篩底粉料，作為生產陶粒的主要原材料； 3.將O.6_方孔篩篩餘渣粒(如碎石、砂子、碎磚粒、碎瓦塊、硬土塊、碎玻璃、碎陶瓷、碎煤渣、碎塑料、堅果殼等，應有盡有)進行磨細，再用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6mm方孔篩篩底粉料，作為生產陶粒的主要原材料，O. 6mm方孔篩篩餘是數量較小(不到4%)的各種輕質可燃性有機物； 4.將經過多道水洗工序對陳腐垃圾塑料水洗後得到的汙泥沙水進行泥水分離； 5.將脫水後的陳腐垃圾塑料汙泥沙和用O.6_方孔篩過篩後得到的陳腐垃圾粉料分別計量； 6.將該兩種物料送入對輥擠出機進行擠壓造粒； 7.將造好的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒生料顆粒，利用燒結旋轉窯的餘熱進行烘乾處理； 8.將烘乾後的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料泥沙陶粒生料顆粒送入燒結旋轉窯進行燒結，燒結溫度1160°C 1220°C，燒結時間45分鐘 I小時，陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒生料顆粒在旋轉燒結窯內，依次經過預熱、燒結、冷卻三個工藝階段，在窯內冷卻到約 600°C至 500°C ； 9.將燒結好的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒通過冷卻旋轉窯進行冷卻至100°C左右； 10.將冷卻後的陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒送入成品堆場。
2.根據權利要求I所述的一種陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒及其製造方法，其特徵在於所述的陳腐垃圾粉料為用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6mm方孔篩篩底粉料，與將O. 6mm方孔篩篩餘渣粒(如碎石、砂子、碎磚粒、碎瓦塊、硬土塊、碎玻璃、碎陶瓷、碎煤渣、碎塑料、堅果殼等，應有盡有)進行磨細，再用O. 6mm的方孔篩過篩，O. 6mm方孔篩篩底粉料，該兩種粉料混合後作為生產陶粒的主要原材料。
全文摘要
本發明涉及一種陳腐垃圾渣粉、陳腐垃圾塑料汙泥沙陶粒及製造方法，包含材料及配比和製造工藝流程，材料配比為陳腐垃圾粉料55％～75％，陳腐垃圾塑料汙泥沙25％～45％；製造工藝流程為將粒徑小於20mm的陳腐垃圾渣粉烘乾，過0.6mm方孔篩，將篩餘渣粒磨細，再過0.6mm方孔篩；陳腐垃圾塑料水洗後的汙泥水，經泥水分離機分離出的汙泥沙與粒徑小於0.6mm陳腐垃圾粉料分別計量，用對輥擠出機造粒，將造好的陶粒生料顆粒利用餘熱烘乾，再將其送入燒結旋轉窯進行高溫燒結，出窯冷卻；其特徵是選料科學，配比合理，陳腐垃圾渣粉和陳腐垃圾塑料汙泥沙利廢率高，該陶粒符合國家標準《輕集料及其試驗方法第1部分輕集料》GB/T17431.1的要求。
文檔編號C04B33/132GK102826831SQ201210347408
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月6日 優先權日2012年9月6日
發明者金立虎 申請人:金立虎