利用廢紙造紙汙泥製得的燒結磚及其製備方法
2023-06-11 05:22:21 1
專利名稱：利用廢紙造紙汙泥製得的燒結磚及其製備方法
技術領域：
本發明涉及利用廢紙造紙產生的汙泥製得的燒結磚及其製備方法。
紙張已被廣泛地用於各種領域。但是造紙工業產生的大量汙泥已給環境帶來嚴重的汙染問題，隨著國家環保政策的日趨嚴格，如何處置造紙業每年產生的數量巨大的汙泥已越來越成為人們關注的焦點。若採用焚燒處理不僅會汙染大氣，而且耗能巨大；而若採用填滿處理，則會對地下水資源造成汙染。因此，如何處理造紙汙泥已成為目前迫切需要解決的環保問題。
發明專利申請公開說明書CN 1299790A公開了一種利用造紙廢料制磚的方法，該方法包括將造紙廢料按一定比例摻混於泥土或者粉煤灰中，將泥土裝入或者將粉煤灰壓縮後裝入制磚模具以形成磚坯，將具有磚坯的模具放入制磚窯爐，加熱使磚坯燒結。該方法所用的造紙廢料是一個非常寬泛的概念，可以是造紙過程中產生的一切廢料，包括造紙或製漿過程中產生的黑液、木質素和廢纖維等廢料。該方法所用的粉煤灰是從發電廠和煉焦廠的煙道氣中沉降出來的，取材受到地域限制。此外，該方法使用制磚模具來形成磚坯，顯然在製得燒結磚後還要將其從模具中取出。對於一般的中小規模磚窯廠(日產量在8萬塊磚以上)而言，如此進行裝模脫模耗工耗時很大，不適合於實際的工業生產。
本發明還有一個目的是提供一種利用廢紙造紙產生的汙泥製得的燒結磚，該燒結磚的磚體的耐壓性能和抗折性能均符合國家標準。
本發明提供了一種利用廢紙造紙汙泥製備燒結磚的方法，該方法包括以下步驟a)用殺菌劑對廢紙造紙汙泥進行預處理，b)混合70-85重量份粘土、10-25重量份經預處理的廢紙造紙汙泥和5-10重量份煤渣，c)將所得混合物擠出成坯條，切割成磚坯，乾燥後，以600-700℃的燒結溫度對磚坯進行燒結。
在上述方法中，殺菌劑較好是次氯酸鈉，混合步驟較好是採用對輥攪拌機或雙軸攪拌機來進行。
本發明還提供了利用廢紙造紙汙泥用上述方法製得的燒結磚。所述燒結磚包括燒結普通磚、燒結多孔磚、燒結空心磚、空心切塊磚和各種類型的燒結瓦片。
本發明的制磚方法解決了廢紙造紙產生的大量汙泥的處理問題，使廢料得以再生利用，從而節約了粘土，具有環保意義。同時，本發明的制磚方法工藝簡單，成本低，適合於工業大規模生產，並且製得燒結磚的開裂程度小，成品率高。由本發明制磚法製得的燒結磚外觀平整、尺寸規範、耐壓性能和抗折性能良好，各項指標均符合國家標準。
本發明中所稱「廢紙造紙汙泥」，即廢紙造紙產生的汙泥，專指造紙廠採用以進口或國產廢紙為原料，生產再生紙過程中所產生的汙泥。廢紙造紙汙泥的主要成份是45-53％的木質短纖維、17-20％的碳酸鈣等無機物，以及其它有機物，其pH值呈中性。木質短纖維本身的熱值約為10.5kJ，其粒度小，燒結時能使熱量均勻分布，從而可縮短燒結時間。用木質短纖維部分取代煤渣(其熱值約為6.3kJ)，可以降低能耗。此外，木質短纖維在磚坯中的均勻分布能有效地防止磚坯在燒結時爆裂或變形。廢紙造紙汙泥中的另一主要組分碳酸鈣等無機粉狀物，能有效地增加燒結磚組織密度，促進磚面平整，增強磚面附著力。
本發明所用的煤渣是煤燃燒後剩餘的灰渣，與粉煤灰相比在製備燒結磚方面具有成本低、取料方便、製得磚的耐壓強度高等優點。
在本發明利用廢紙造紙汙泥製造燒結磚的方法中，使用70-85重量份粘土、10-25重量份經預處理的廢紙造紙汙泥和5-10重量份煤渣，較好是使用75-80重量份粘土、15-25重量份經預處理的廢紙造紙汙泥和5-10重量份煤渣。粘土用量遠遠低於常規制磚中粘土的用量。汙泥用量過多會使所得燒結磚的密度過大(透氣性差)，且耐壓性能下降，不符合國家標準；汙泥用量太少，則短纖維量相應減少，因而在磚坯燒結時熱量不夠。煤渣用量過多會使磚坯在燒結時開裂，且所得燒結磚的外觀平整度和附著力受到影響；煤渣用量太少，則會降低混合物的熱值，燒結時熱量不夠。若要達到所需熱值，只能加大汙泥用量，但汙泥加入過多會導致耐壓性能不符合國家標準。
在本發明的一個較佳實施方案中，燒結磚的製備可包括以下步驟1.原料的預處理廢紙造紙汙泥含有大量有機微生物，運輸和堆放期間會產生惡臭，對環境造成二次汙染。在本發明方法中，按汙泥的重量計，向廢紙造紙汙泥中加入0.5-1％(重量)的殺菌劑，使廢紙造紙汙泥中的細菌數由20000-30000個/毫升降低至1000-2000個/毫升。所用殺菌劑可以是次氯酸鈉、氟矽酸鈉、滅菌丹等，其中較好是次氯酸鈉。
在空氣中乾燥廢紙造紙汙泥，使其含水量由70％下降至40-50％。
將煤渣破碎至直徑為1-3毫米的顆粒，可用常規方法進行破碎。
2.原料的配比和混合用攪拌機混合攪拌70-85重量份粘土、10-25重量份經預處理的廢紙造紙汙泥和5-10重量份煤渣，所述攪拌機例如是對輥或雙軸等攪拌機。
3.擠出成型用擠壓機擠出坯條，再用切割機切割成磚坯。
4.燒結製得成品將磚坯自然風乾後進窯燒結，進窯溫度為常溫，半小時左右升溫至600-700℃，4-4.5小時後逐漸降溫，然後開啟窯門，取出成品。
以下結合實施例進一步說明本發明。
實施例1向25千克廢紙造紙汙泥中拌入0.125千克次氯酸鈉進行預處理並乾燥至含水量為50％。用雙軸攪拌機攪拌所得廢紙造紙汙泥、85千克粘土和5千克經破碎的煤渣，然後擠壓成型，並用切割機切塊，得到磚坯。經7天自然風乾後進窯燒結，進窯時溫度為常溫，然後將溫度升至700℃，燒結4小時，出窯溫度為50℃。得到的燒結磚外觀平整，尺寸規範。從所得燒結磚中隨機抽取5塊磚，對它們進行檢驗，結果見表1。
實施例2向10千克廢紙造紙汙泥中拌入0.1千克次氯酸鈉進行預處理並乾燥至含水量為40％。用雙軸攪拌機攪拌所得廢紙造紙汙泥、70千克粘土和10千克經破碎的煤渣，然後擠壓成型，並用切割機切塊，得到磚坯。經4天自然風乾後進窯燒結，進窯時溫度為常溫，然後將溫度升至600℃，燒結4.5小時，出窯溫度為40℃。得到的燒結磚外觀平整，尺寸規範。從所得燒結磚中隨機抽取5塊磚，對它們進行檢驗，結果見表1。
實施例3向20千克廢紙造紙汙泥中拌入0.17千克次氯酸鈉進行預處理並乾燥至含水量為45％。用對輥攪拌機攪拌所得廢紙造紙汙泥、75千克粘土和7千克經破碎的煤渣，然後擠壓成型，並用切割機切塊，得到磚坯。經5天自然風乾後進窯燒結，進窯時溫度為常溫，然後將溫度升至650℃，燒結4.5小時，出窯溫度為40℃。得到的燒結磚外觀平整，尺寸規範。從所得燒結磚中隨機抽取5塊磚，對它們進行檢驗，結果見表1。
實施例4向15千克廢紙造紙汙泥中拌入0.1千克次氯酸鈉進行預處理並乾燥至含水量為50％。用對輥攪拌機攪拌所得廢紙造紙汙泥、80千克粘土和9千克經破碎的煤渣，然後擠壓成型，並用切割機切塊，得到磚坯。經5天自然風乾後進窯燒結，進窯時溫度為常溫，然後將溫度升至680℃，燒結4小時，出窯溫度為45℃。得到的燒結磚外觀平整，尺寸規範。從所得燒結磚中隨機抽取5塊磚，對它們進行檢驗，結果見表1。
表1
*＂合格＂指符合燒結磚GB5101-85標準。GB5101-85規定，抗壓強度的五塊平均值≥9.81MPa，單塊最小值≥5.89MPa，達到該值即合格；抗折強度五塊平均值≥2.26MPa，單塊最小值≥1.28MPa，達到該值即合格。
權利要求
1.一種利用廢紙造紙汙泥製備燒結磚的方法，該方法包括以下步驟a)用殺菌劑對廢紙造紙汙泥進行預處理，b)混合70-85重量份粘土、10-25重量份經預處理的廢紙造紙汙泥和5-10重量份煤渣，c)將所得混合物擠出成坯條，切割成磚坯，乾燥後，以600-700℃的燒結溫度對磚坯進行燒結。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述殺菌劑是次氯酸鈉。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述混合步驟採用對輥攪拌機或雙軸攪拌機進行。
4.一種利用廢紙造紙汙泥製得的燒結磚，其特徵在於所述燒結磚用權利要求1-3中任一項所述的方法製得。
5.如權利要求4所述的燒結磚，其特徵在於所述燒結磚包括燒結普通磚、燒結多孔磚、燒結空心磚、空心切塊磚和燒結瓦片。
全文摘要
本發明公開了一種利用廢紙造紙汙泥製備燒結磚的方法，該方法包括以下步驟a)用殺菌劑對廢紙造紙汙泥進行預處理，b)混合70－85重量份粘土、10－25重量份經預處理的廢紙造紙汙泥和5－10重量份煤渣，c)將所得混合物擠出成坯條，切割成磚坯，乾燥後，以600－700℃的燒結溫度對磚坯進行燒結。該制磚方法解決了廢紙造紙產生的大量汙泥的處理問題，使廢料得以再生利用，從而節約了粘土，具有環保意義。同時，該方法工藝簡單，成本低，適合於工業大規模生產。用該方法得到的燒結磚外觀平整、尺寸規範、結構緻密、其磚體的耐壓性能和抗折性能均符合國家標準。
文檔編號E04C1/00GK1408675SQ0112689
公開日2003年4月9日 申請日期2001年9月28日 優先權日2001年9月28日
發明者韓曉偉, 李新華 申請人:韓曉偉