專利名稱：一種用于廢水處理球型多孔輕質陶粒及其制造方法
技術領域：
本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種以工業廢渣煉鋼赤泥、粉煤灰為主要原料經高溫燒結生產球型多孔輕質陶粒及其制造方法。
背景技術：
目前對工業和城市生活污水治理的方法很多，如采用混凝與化學氧化相結合治理印染廢水；采用混凝與生物曝氣相結合治理城市生活污水；采用混凝、生物曝氣與活性炭吸附相結合深度治理焦化廢水以及采用硝化與反硝化生物技術治理高氨氮、有機磷廢水等。上述環境治理技術都有廣泛的應用，對減輕污水對環境的危害也起到了積極的作用。然而，進一步分析可以發現現有的生物曝氣技術效率低、占地面積大；活性炭吸附成本高，企業難以接受。近年來國內外大力發展在于提高生物曝氣效率的固定床生物濾池深度治理廢水技術與工藝，如河南萍鄉佳能環保工程有限公司1999年以優質陶土為原料開發成功輕質多孔陶粒的生產技術，見中國專利CN-238795Y。中國專利CN-1065603A公告了一種以活性炭、陶土為原料生產水處理用活性炭陶粒復合濾料及制造方法。雖然上述兩項技術都提供了生產多孔陶粒的方法，但均以犧牲不可再生的環境資源為代價。此外，專利CN-1065603A提出的多孔陶粒生產方法實際上是用粉末狀活性炭為吸附劑，陶土僅僅是粘合劑，因此該專利缺少新異。四川建材科學研究院(項目編號188587)，以粉煤灰為原料通過添加膠粘劑和水，經成型和燒結生產輕質、多孔陶粒混凝土技術。比較可以發現，雖然利用該技術以粉煤灰為原料能夠生產出多孔陶粒，但其密度大，孔隙分布并不適用于水處理，專門用于制造輕質混凝土的填料。
發明內容
本發明的目的在于提供一種以工業廢渣煉鋼赤泥、粉煤灰為主要原料，添加少量造孔劑，高溫燒結制備輕質多孔陶粒及其制造方法。由此方法制造的陶粒專門用于水處理濾料。
本發明的生產工藝為將烘干并粉碎的粘土(粒度60～300目)與工業廢渣煉鋼赤泥、粉煤灰(粒度60～300目)以及造孔劑(粒度60～300目)按配方量加入到混合釜中，攪拌混合10～60分鐘，混合器選擇雙螺旋錐型混合器。然后將混合好的料加入到轉盤造粒機中，再按配方量加入水進行造粒(粒度控制在φ3～10mm)，物料在造粒機中的平均停留時間為10～60分鐘。將粒料加入到高溫燒成窯中進行干燥與燒結，溫度為300℃～1300℃，時間為1～6小時。由此制造出的輕質多孔陶粒能夠達到作為水處理濾料的質量要求，如比表面積4～10m2/g，平均孔徑為50～250μm，視密度1.40～1.80g/cm3，孔隙率30～40％。較佳的制造工藝條件為原料混合時間15～30分鐘，造粒機中停留時間10～30分鐘。在燒成窯中干燥時間30～180分鐘，溫度150℃～350℃，燒結時間20～60分鐘，溫度800℃～1100℃。
原料配比以質量為基準，其中粘土為10～70％，粉煤灰30～80％，煉鋼赤泥5～20％，造孔劑0.5～15％。加水量為原料量的10～30％。較佳的原料用量為粘土20～50％，粉煤灰40～70％，煉鋼赤泥5～10％，造孔劑1～10％。配方中的造孔劑可以選擇廢塑料粉；碳粉，如煤粉、木炭粉；礦石粉，如重鈣粉、云母粉任意一種，但本發明推薦采用碳粉與云母粉。
本發明的顯著特點表現為兩個方面，一是以工業廢渣為原料生產具有較高經濟價值的環保產業的產品。解決了煉鋼赤泥與粉煤灰的出路問題，特別是粉煤灰的利用，實現了以廢制廢的目的。另一方面，可以通過控制碳粉或云母粉的粒度與用量，方便地生產出指定產品孔徑與視密度的陶粒。下面將通過實施例對本發明的效果給予進一步的說明，實施例中的物料配比以質量為基準，配料為1000g。
具體實施例方式實施例1以粘土、粉煤灰、煉鋼赤泥、碳粉為原料。配比為粘土200g，粉煤灰700g，煉鋼赤泥50g，碳粉50g。生產過程如下1、將原料粘土200g，粉煤灰700g，煉鋼赤泥50g，碳粉50g，分別加入到混合釜中進行混合20分鐘。然后加入200g的水進行混合，人工造粒。
2、將粒料放入溫度為250℃的燒結爐中，保溫烘干60分鐘，然后升溫燒結造孔。升溫度到1100℃時，保溫30分鐘。
3、燒結好的陶粒出爐后自然冷卻到室溫。
實施例2與實施例1的不同之處為粉煤灰的用量減少，碳粉與煉鋼赤泥的量增加，其余原料用量不變，操作條件不變。實施例3與實施例1的不同之處是粘土用量增加，不用煉鋼赤泥，其余不變。實施例4造孔劑由碳粉改為云母粉，原料用量與操作條件均不變，與實施例1相同。實施例1～4的原料配比見表1，相應產品的性質見表2。
表1 實例中不同原料的用量
表2 不同原料配比實例生產的產品質量
權利要求
1.一種用于廢水處理球型多孔輕質陶粒，其特征是它以工業廢渣煉鋼赤泥、粉煤灰為主要原料，以粘土為粘結劑，添加少量造孔劑，經高溫燒結而成。
2.按照權利要求1所述的陶粒，其特征是其中各組份的重量比如下粉煤灰40～70％，煉鋼赤泥5-10％，粘土20～50％，造孔劑1～10％。
3.按照權利要求1所述的陶粒，其特征是造孔劑可以選擇廢塑料粉；碳粉，如煤粉、木炭粉；礦石粉，如重鈣粉、云母粉任意一種。
4.按照權利要求1所述的陶粒，其特征是造孔劑采用碳粉與云母粉。
5.一種權利要求1所述陶粒的制造方法，其特征在于包含以下步驟(一)、將烘干并粉碎的粘土與工業廢渣煉鋼赤泥、粉煤灰及造孔劑按配方量加入到混合釜中，攪拌混合10～60分鐘；(二)、將混合好的料加入到轉盤造粒機中，再按配方量加入水進行造粒(粒度控制在φ3～10mm)，物料在造粒機中的平均停留時間為10～60分鐘；(三)、將粒料加入到高溫燒成窯中進行干燥與燒結，溫度控制為300℃～1300℃，時間為1～6小時。
6.按照權利要求5所述的制造方法，其特征在于較佳的制造工藝條件為原料混合時間15～30分鐘，造粒機中停留時間10～30分鐘。在燒成窯中干燥時間30～180分鐘，溫度150℃～350℃，燒結時間20～60分鐘，溫度800℃～1100℃。
全文摘要
本發明涉及一種以工業廢渣煉鋼赤泥、粉煤灰為主要原料,以粘土為粘合劑,添加適量的造孔劑,經高溫燒結生產球型多孔輕質陶粒及其制造方法。所生產陶粒專門用于水處理濾料,其性能指標符合環保水處理要求。該陶粒產品質量為:比表面積4～10m
文檔編號B01J20/30GK1380137SQ0211275
公開日2002年11月20日 申請日期2002年3月14日 優先權日2002年3月14日
發明者王健, 金鳴林, 魏林, 朱靜 申請人:安徽工業大學華冶自動化工程公司