工业废渣污泥生产水泥胶凝材料的方法[0002]随着我国城乡工业的迅速发展，污泥的排放量急剧增加，年排放量达2亿吨，而被开发利用的污泥仅占排放污泥量的10%左右，造成污泥的大量堆积，未被利用的污泥堆放不仅占用大量土地，而且严重造成二次污染环境。随着环保理念的逐渐深入人心，随着国家对环保产业扶持力度的不断加大，开发利用已是当务之急。[0003]这里所讲的污泥是指污水处理厂将生物化、印染等各种工业污水用重力浓缩为主和机械化脱水等排出的废渣，这里称为污泥。它含有植物生长发育所需的氮、磷、钾及维持植物正常发育的多种微量元素和能改良土壤结构的有机质，同时也含有铬一类、能使人们产生癌症的物质，以及其它有毒和不同类型的寄生虫等对人体有害成份，含水率在70—80%,开发利用十分困难。[0004]为处理这些污泥，为了变废为宝，消除公害，国内外很多人想了不少办法，其主要方法是将污泥进 行填埋、堆放、投弃海洋、焚烧、堆肥处理等，现在也有人将污泥用于配制烧制高温水泥熟料，此方法则需将其水泥窑中锻烧到1500度高温时才能烧结成水泥熟料，使能量消耗加大，且生产效率降低，所以对降低成本的作用不大，以上无论怎样处理都免不了有二次污染问题，而投资费用也大。但通过本发明的工艺，不仅能使这些污泥成为有用的原材料，并能完全解决二次污染问题。本发明生产工序，就是将各种污泥为主要材料，辅以碱渣次要材料(这里所用碱渣是盐化厂生产工业碱排出的废渣)，并在有水环境中充分地搅拌混合均匀，制成球存化干固，再入烘干窑低温焙烧，焙烧至脱去所有自由水和绝大部分结晶水，即成为该产品的胶凝材料，加入适量石膏，直接粉磨成胶凝材料，可替代特种水泥使用，也可以加入少量其他材料粉磨成高标号污泥胶凝材料，它们可广泛用于大坝、水下、道路、桥梁、民用等建筑工程建设。
本发明的目的是为了克服上述现有的对污泥处理各种方法的不足之处，能将堆积如山又难以处理的工业废渣污泥变废为宝，生产成需求量巨大、投资少、产品质量好、抗耐磨、抗冻性好、干缩性小的胶凝材料产品而提供一种工业废渣污泥生产水泥胶凝材料的方法。[0005]本发明的用工业废渣污泥生产水泥胶凝材料的方法，其技术工艺特点在于包括以下步骤: A)备料:主要原料为污水处理厂生物化、印染等污水处理后排出的按规定除去含有自由水后的污泥，辅助原料为化工企业生产石碱排出的碱渣；B)配料:将污泥按重量百分数计算为80~60%、碱渣按重量百分数计算为20~40%的比例之和为100%的原料初步混合成混合料；
C)成球:将混合料加入搅拌成型机,边搅拌边加入适量的水充分搅拌混合均匀后将混合料加工成分散均匀、不出现结块起团和无粉尘现象的直径为5~10_的物料球，堆放凉干备用;
D)烘干焙烧:将物料球送入烘干旋转窑中，经300—500°C旋转烘干焙烧30~50分钟出窑，出窑后的物料球再与适量石膏粉磨成粉即为工业废渣污泥生产的水泥胶凝材料。
[0006]上述烘干旋转窑中最佳焙烧温度为400±50°C。
[0007]本方法使用的污泥是污水处理厂生物化、印染等污水处理后排出的各种污泥，碱渣是化工企业生产石碱排出废渣，来源非常广，成本也非常低，只需要按一定比例混合搅拌成球，使具有均匀分散性的干固料球会在产生一定的化学反应基础上还对污泥产生分解腐蚀作用，从而破坏污泥中的有害物质的原有结构，是污泥中重金属等有害物质，也都固熔在新型胶凝材料的晶格之中，再也不能逸出或析出，没有二次污染隐患。再经低温焙烧，使加有一定量的碱渣的污泥产品结构中产生新的功能基因，增加了极微小的高分散性的硅和钙的水化物，使这些新产物本身既能在空气中又能在水中凝结硬化，具有高活性的水硬性胶凝材料，并加入适量石膏粉磨成胶凝材料，能极大地提高胶凝材料早后期强度，而且改善了水泥的需水性能，增强了抗硫酸盐的侵蚀和抗冻性、耐磨性等性能。具有加强水化胶凝材料石结构的作用，在胶凝材料水化过程中有微集料的作用，促进C2S的水化，改善了水泥早期强度低的弊病。一方面该产品本身加入一定的碱渣，就加速了污泥胶凝材料的水化反应，又是CaCl能加速与污泥间矿物组成C2S的早期水化，是CaCl与污泥胶凝材料中的各种化学成份反应，生成碳铝酸钙，碳铝酸钙是一种针状体，促进污泥胶凝材料和水泥强度的发展，从而增强了水泥的早期强度，并超过了纯硅酸盐水泥熟料强度。另一方面，该产品胶凝材料能易磨，粉磨细度细，这些细小的颗粒，可以起微集料的作用，填实硬化水泥混凝土浆体的孔隙和裂缝，增加它们之间的粘结力，使颗粒级配合理有利于提高强度。该方法能将污水处理厂排出的堆放积如山和碱渣又难处置的各种污泥处理成需求量巨大、投资少、产品强度高、耐磨性、抗冻性、干缩性能好，既有利于环保，又能降低生产成本的优质水泥，也为处置污泥难题提供了新途径、新思路，具有很强的现实意义。

[0008]本发明的用工业废渣污泥生产水泥胶凝材料的方法，主要是选用了更合适的碱渣为辅助原料，具体方法包括以下步骤:
A)备料:主要原料为污水处理厂生物化、印染等污水处理后排出的按规定除去含有自由水后的污泥，辅助原料为化工企业生产石碱排出的碱渣；
B)配料:将污泥按重量百分数计算为80~60%、碱渣按重量百分数计算为20~40%的比例之和为100%的原料初步混合成混合料；
如例1:取污泥按重量百分数计算为80%、碱渣按重量百分数计算为20%:
例2:取污泥按重量百分数计算为70%、碱渣按重量百分数计算为30% ；
例3:取污泥按重量百分数计算为60%、碱渣按重量百分数计算为40%:
C)成球:将混合料加入搅拌成型机,边搅拌边加入适量的水充分搅拌混合均匀后将混合料加工成分散均匀、不出现结块起团和无粉尘现象的直径为5~10_的物料球，堆放凉干备用;
D)烘干焙烧:将物料球送入烘干旋转窑中，经300~500°C旋转烘干焙烧30~50分钟出窑，即得用污泥制成的水泥熟料。
[0009]上述烘干旋转窑中的最佳焙烧温度为400±50°C。
[0010]上述的窑体，如选用烘干回转窑，可在窑体中部加热焙烧，焙烧后的温度热气自动向上从高位的进料端出窑，可使物料球进窑后，从高位进料端自动向中部翻滚下行的过程中逐步加热干燥，在经过中部的加热焙烧后再向下翻滚行进到低位的出料端而逐步降温出窑。
[0011]如选用隧道窑，可在窑体中部设置约5米长的焙烧温度带，窑体两头分别有约10米长的烘干带和冷却带，冷空气从出料端进窑经冷却带逐步将产品的温度降下。
[0012]焙烧温度热烟气再经烘干带将物料预热烘干，使物料进料端与出料端之间设有循环运转的用耐火板连接而成的输送带，物料球从进料端均匀的置于输送带上，输送带以每分钟0.5~1.0米的速度向出料端连续运行，在烘干带被焙烧温度热烟气逐步加热干燥，经过中部的焙烧温度带加热焙烧到400度左右，再经冷却带逐步被冷空气降温冷却后从出料端出窑。
[0013]表一、用工业废渣污泥生产成水泥胶凝材料的实施配比方案