用生活垃圾制砖的方法

张守仁, 曾元发, 伍建兴

1993年6月9日

1991年12月2日

1991年12月2日

张守仁, 曾元发, 伍建兴

C04B33/00GK1072915SQ91108358

制砖 垃圾 生活

1.用生活垃圾制砖的方法，包括备料、制坯和烧结三个主要步骤，其特征是备料中以粘土、生活垃圾和煤灰为制砖原料，原料配料重量比为粘土55-75份、生活垃圾20-40分煤灰5份2.按照权利要求1的方法，其特征是备料中所使用的生活垃圾预先粉碎成颗粒尺寸等于或小于3毫米的匀粒3.按照权利要求1的方法，其特征是制坯中所使用的对滚机的密度等于或小于10毫米4.按照权利要求1的方法，其特征是烧结温度为850～930℃，烧结时间为5～6小时

本发明属于制砖的方法在本发明作出以前，传统的制砖方法是用粘土通过堆揉、打坯、风干，最后在砖窑中于950℃～1030℃烧结成成品现代的成品砖多为红色，根据国家GB5101-85标准，普通砖长240mm，宽115mm，高53mm，其抗压、抗折力学强度必须达到四级三等，即200号和150号为特等砖，100号为一等砖，75号为二等砖现有制砖法温度高，耗能大;消耗大量粘土，吞食耕地;成品砖一般重2600克城市生活垃圾近年已成为困扰世界的社会问题据报道，发达国家每人每年要产生垃圾30吨，发展中国家每人每年要产生垃圾1吨，全球每年新增垃圾100亿吨美国的垃圾占地1.2万平方公里，日本在东京湾有233公顷垃圾山我国北京日产生活垃圾9000吨，上海日产8000吨，西南某市日产垃圾1342吨人们为处理垃圾大伤脑筋目前国外的垃圾处理方法有填埋法、焚烧法、堆肥法、热解法、蚯蚓分解法，国内现在主要采用堆肥、焚烧和填埋三种方式上海安亭有日处理300吨的大型机械化垃圾堆肥处理场西南某市最大的一个垃圾堆肥场总占地124.42亩尽管垃圾堆肥处理近年有所发展，产生了高温堆肥技术、垃圾处理仓，垃圾生产沼气技术等，但此法正在被淘汰西南某市的特种垃圾焚烧场，采用连续逆流式干燥筒焚烧，每日仅能处理垃圾5吨，远不能满足需要台湾松圣工业股份有限公司及台湾中明国际股份有限公司采用MSK固化剂和SST安定剂将生活垃圾制造成各种建筑材料和免烧砖，是垃圾处理的新发展总的说来，现有垃圾处理方法具有如下缺点1.消极处理、处理不彻底，处理后仍有二次污染问题;2.投资大，成本高;3.占地宽，侵蚀农田;4.或是处理量小，远远不能满足城市生活垃圾大量增长的需要针对现有制砖及垃圾处理技术的上述不足之处，本发明提一种既能制砖又能处理城市生活垃圾的新方法，旨在降低制砖温度、节约能源;减轻砖体重量，实现墙体改革;减少制砖用粘土，保护耕地同时使之能大量彻底地处理垃圾，处理后不产生二次污染，以减少城市环境污染，保护农业生态环境;并且，垃圾处理中，投资小，成本低本发明的目的是通过下述方案实现的用生活垃圾制砖的方法，包括备料、制坯和烧结三个主要步骤，备料中以粘土、生活垃圾和煤灰为制砖原料，其原料配料重量比为粘土55～75份、生活垃圾20～40份，煤灰5份所用生活垃圾的颗粒尺寸要求等于或小于3毫米，不得大于3毫米制坯中所用对滚机的密度应等于或小于10毫米，不得大于10毫米，螺旋机的机嘴长度应在常规长度上加长10公分烧结温度为850℃～930℃，比现有烧砖温度低100℃;烧结时间为5～6小时具体操作及其原理详述如下1.备料将生活垃圾用孔径为6mm的粗筛过筛，未过筛的粗垃圾经机械粉碎后再次过筛将过筛的垃圾粉碎后又用孔径为3mm的竖筛继续过筛，未过筛的经机械粉碎后再次过筛将过3mm孔径筛的生活垃圾，按本发明原料配料重量比与预先堆放过20天以上的粘土原泥及煤灰(工业锅炉燃烧过的粉煤灰)混匀2.制坯将前步垃圾混合原料，酌情拌入约20%的水份，通过对滚机挤压后，用搅拌机搅拌揉和均匀，最后通过螺旋机挤出形成垃圾砖泥坯操作中应按本发明要求调整好对滚机的密度和螺旋机的机嘴长度，以使原料混合挤压、充分、坯体具有一定的密度和强度3.烧结将经自然风干7-20天垃圾砖泥坯，按常规堆放入砖窑，加热升温850℃-930℃，保持温度5～6小时然后让其自然降温3天后出窑即为垃圾砖成品烧结温度低于850℃，砖坯烧不过心;高于930℃，砖坯会被烧焦据分析，城市生活垃圾中，灰渣占70-80%，砖瓦8.8-12.6%，塑料0.7-1.6%，木料3.3-7.4%，棉织物0.8-2.2%，玻璃0.7-1.3%，陶瓷0.3-0.8%，金属0.8-1.9%，骨头0.4-0.8%其化学组成为，SiO244.14%，Fe2O38.17%，Al2O314.74%，CaO4.73%，MgO1.94%，烧失物20.87%而粘土制砖中，要求粘土中SiO2的含量不得低于50%;烧失物不得高于15%生活垃圾的SiO2及烧失物含量均接近标准粘土指标，垃圾的其余化学组成均在粘土指标之内因而，城市生活垃圾在理论上完全具有构成制砖原料的可能性此外，据测算，每公斤生活垃圾可产热量300多千卡，再加上一定比例的煤灰，在烧结中可在砖坯中产生内热，不仅使得坯体内外烧结均匀，而且可降低烧结温度，保证低能耗的实现实施例1粘土预先堆放20天城市生活垃圾过6mm孔径粗筛，未经过粗筛的粗垃圾通过粉煤机机械粉碎后再次过筛，通过粗筛的垃圾经粉煤机机械粉碎后又过3mm孔径细筛，从而制得颗粒尺寸等于或小于3mm的匀粒垃圾这时的粘土含略含水10%，垃圾约含水5%取上述粘土75公斤，匀粒垃圾20公斤，发电厂煤灰5公斤，混匀、放入对滚机挤压，对滚机密度调整为10毫米，使其挤压更充分挤压遍后，将垃圾泥放入搅拌机搅拌搅拌后，将垃圾泥放入机嘴加长10公分的螺旋机中挤出成252mm×122mm×56mm的标准尺寸的垃圾砖坯共得砖坯约4500块螺旋机机嘴加长10公分的目的是增加压力，提高砖坯的密度和强度上述垃圾砖坯自然风干7天后、装窑烧结在转烧砖窑中，装窑后第三天窑中温度升到最高温度930℃维持930℃6个小时，然后停止烧结，逐渐降温到装窑后第六天即可出窑本实施例中的垃圾砖含城市生活垃圾20%，单块垃圾砖重2400多克，外观和普通粘土砖相近按国家GB5101-85标准检测，其抗压、抗折强度为150号成品砖尺寸为240mm×115mm×53mm单块砖重2350克实施例2备料中，粘土和垃圾的预处理过程与实施例1相同不同的是，在本实施例中，取粘土65公斤，匀粒垃圾30公斤，煤灰5公斤，混匀制坯中，挤压、搅拌和成坯，操作方法同实施例1约得252mm×122mm×56mm砖坯5500块所得砖坯在坯场自然风干，直到第7天，干至失水80%，即装窑烧结烧结温度890℃，烧结时间和过程同实施例1成品检测达到GB5101-85标准抗压抗折强度150号成品砖尺寸符合标准砖重2325克实施例3备料中，粘土和垃圾的预处理过程和实施例1相同，不同的是，在本实施例中，取粘土55公斤，匀粒垃圾40公斤，煤灰5公斤、混匀制坯中，挤压、搅拌和成坯，操作过程与实施例1相同，约得252mm×122mm×56mm的砖坯1050块所得砖坯大面、条面、顶面均光滑均匀，和普通粘土砖一致砖坯在坯场自然风干7天，干至失水80%，即装窑烧结烧结温度850℃，烧结时间5小时，烧结过程同实施例1相同成品检测，达到GB5101-85标准抗压抗折强度150号，成品砖尺寸符合国家标准，即240mm×115mm×53mm重2300克本发明三个实施例中所使用的机械型号和功率为90型粉煤机，40千瓦;800型对滚机、40千瓦;2500型搅拌机3千瓦;450型螺旋机(砖机)，75千瓦本发明具有如下特点1.由于备料中，生活垃圾经粉碎过筛的预处理，用于和粘土混合的垃圾为尺寸不大于3mm的匀粒垃圾颗粒，因而，保证了垃圾在砖坯中的均匀分布，从而保证了垃圾砖的质量，并为能够在粘土中多混合生活垃圾创造了条件致使本发明生活垃圾的掺入量高达20%～40%由于对滚机密度调小，螺旋机机嘴加长，所得垃圾砖的抗压抗折强度均能达到GB5101-85标准150号2.本发明能大量处理生活垃圾，处理彻底，不产生二次污染，处理中投资少，成本低，变废为利，不仅能减少大量城市生活垃圾侵占耕地，保护城市环境，而且还能利用垃圾造福人类，成为处理生活垃圾的理想途径3.由于生活垃圾本身含有较高热量，生活垃圾在砖坯中烧结，会在坯体中产生内热，因而，垃圾砖的烧结温度比粘土砖要低100℃，节约了能源同时，由于垃圾匀粒在砖坯中分布均匀，产生内热分散，从而保证了砖体的烧结质量4.本发明所得的垃圾砖无毒、无异色、无味、其强度和放射性物质含量均达到国家标准并且，每块垃圾砖的重量平均要比普通粘土砖轻250～300克，实现了国家墙体改革方案5.本发明由于在备料中使用了大量垃圾，因而大大节约了制砖粘土，减少了粘土用量，避免了制砖工业对土地的侵食，保护了农田耕地据测算，一个22门的中型砖厂一年可消化处理生活垃圾至少22000吨，节约土地9亩，节约原煤600吨，减少红砖运输量7500吨其经济和社会效益十分显著