本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種硅酸鹽水泥的制備方法，是一種利用含重金屬湖泊底泥制備硅酸鹽水泥的方法；利用上述方法制備42.5級硅酸鹽水泥的具體步驟是：將含重金屬湖泊底泥、鐵粉和石灰石混合，制成生料；將生料放在模具中進(jìn)行壓制，得到生料試餅；將生料試餅放入高溫爐中，按照慢速升溫、快速升溫、中速升溫和恒溫四個過程進(jìn)行控溫?zé)疲粚⒃囷瀼母邷貭t中取出，利用風(fēng)扇進(jìn)行急速降溫，得到熟料；最后將石膏和熟料混合均勻，利用球磨機(jī)研磨一定時間，即制得42.5級硅酸鹽水泥；本發(fā)明專利技術(shù)利用含重金屬湖泊底泥代替粘土配料生產(chǎn)水泥，不僅節(jié)省了水泥生產(chǎn)成本，而且有效防止了含重金屬湖泊底泥的二次污染，實現(xiàn)了廢物資源化再利用。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種硅酸鹽水泥的制備方法，具體是。
技術(shù)介紹
湖泊疏浚底泥中含有大量的污染物，尤其是重金屬，如何安全、高效地處置湖泊疏浚底泥具有重要的意義。底泥常規(guī)處置方式主要有堆放、洼地回填、創(chuàng)建陸地、土地改良和海洋棄置等，這些處置方式都存在占地面積過大、土力學(xué)性質(zhì)較差、成本難以控制等，特別是含重金屬底泥若直接填埋極易引發(fā)二次污染。同時，據(jù)資料顯示水泥的生產(chǎn)需要大量的粘土資源，每生產(chǎn)I噸硅酸鹽水泥需要消耗粘土約O. 3噸。隨著我國城市建設(shè)的逐步加快，水泥的需求量不斷增加，粘土配料的需求和價格也急劇上升。因此，湖泊疏浚底泥若能作為粘土的替代資源生產(chǎn)水泥，不僅實現(xiàn)了湖泊底泥廢棄物的資源化再利用，而且也降低了水泥的生產(chǎn)成本。當(dāng)前，湖泊疏浚底泥普遍被作為固體廢棄物送至垃圾填埋場，較少利用湖泊底泥生產(chǎn)水泥，僅見楊磊等(水泥，2000，10:10-12 )、陳楠等(黃石理工學(xué)院學(xué)報，2009， 25(5) :12-15)和張樺等(中國水泥，2012,5:59-61)有此報道，但他們的方法存在以下不足1.楊磊等(水泥，2000，10:10-12)和張樺等(中國水泥,2012,5:59-61)利用的湖泊底泥要求含水率低(33% 35%)，而一般湖泊疏浚出底泥的含水率達(dá)到60%以上，因而以上兩種方法要求湖泊底泥必須脫水才能使用，增加了污泥處理成本；另外，張樺等(中國水泥， 2012,5:59-61)利用的底泥中的Al2O3含量偏低，需要添加鋁質(zhì)原料(粉煤灰)加以調(diào)節(jié)，增加了生產(chǎn)工序和操作難度。2.陳楠等(黃石理工學(xué)院學(xué)報,2009, 25 (5) :12_15)利用的是一般湖泊底泥,對于含重金屬湖泊底泥，其生產(chǎn)的水泥浸出液中重金屬含量可能超標(biāo)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就是提供，本方法用湖泊疏浚出的含重金屬濕污泥替代現(xiàn)有生產(chǎn)水泥的原料粘土來制備水泥，不僅大大降低了水泥的生產(chǎn)成本，而且為含重金屬湖泊底泥廢棄物得到有效利用開辟了有益的途徑， 實現(xiàn)了廢物資源化再利用。本專利技術(shù)的，主要是利用含重金屬的湖泊底泥代替粘土制備42. 5級硅酸鹽水泥，其具體步驟是a.將含重金屬湖泊底泥、鐵粉和石灰石按1: (1 4) : (1 16)的質(zhì)量比混合均勻制成生料；b.將生料放在直徑5 10cm、厚度0.5 1. 2cm的模具中，在壓強(qiáng)0. 2 50Mpa、溫度10 35°C條件下進(jìn)行壓制，得到生料試餅；c.將生料試餅放入高溫爐中，按照慢速升溫、快速升溫、中速升溫和恒溫四個過程進(jìn)行控溫?zé)坡偕郎剡^程溫度變化范圍為O 150°C，升溫時間為30 60min ;快速升溫過程溫度變化范圍為150 650°C，升溫時間為30 IOOmin ;中速升溫過程溫度變化范圍為 650 1350°C，升溫時間為120 200min ;恒溫過程溫度維持在1350°C，保持時間為60 150min ；d.將試餅從高溫爐中取出，利用風(fēng)扇進(jìn)行急速降溫，得到熟料；e.最后將石膏和熟料按質(zhì)量配比1: (10 25)混合均勻，利用球磨機(jī)研磨30 60min,即得到42. 5級娃酸鹽水泥。所述含重金屬的湖泊底泥含水率達(dá)40 75%, Cu彡750mg/kg、Cd彡1. 6mg/kg、 Pd ^ 480mg/kg> Cr ^ 55mg/kg> Hg ^1. 0mg/kg> As ^ 160mg/kg 的重污染底泥。本專利技術(shù)所用的湖北省黃石市磁湖、青山湖疏浚底泥，經(jīng)檢測，其中含有56. 7% 69. 2%Si02、10. 4% 17. 5%Α1203、4· 3% 6. l%Fe203、5. 0% 8. 2%Ca0、0. 6% 1. 7%Mg0,這與硅酸鹽水泥生產(chǎn)所使用的粘土原料成分相近(60%〈Si02〈67%、14%〈A1203〈 18%、Mg0〈3%、 Ti02〈2%)。同時，底泥中的重金屬在高溫煅燒時形成礦物晶體而進(jìn)入水泥熟料中，從而有效防止了重金屬的遷移。因此，采用含重金屬磁湖底泥代替粘土配料制備硅酸鹽水泥是可行的。本專利技術(shù)方法利用含重金屬湖泊底泥替代粘土所生產(chǎn)出的42. 5級硅酸鹽水泥，符合國家《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；同時水泥浸出液中的重金屬含量低于 《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(GB5085. 3-2007)限值，有效防止了重金屬可能引發(fā)的二次污染。本專利技術(shù)利用含重金屬湖泊底泥代替粘土配料生產(chǎn)水泥，無需進(jìn)行污泥脫水處理， 水泥現(xiàn)有生產(chǎn)線不變，投入少，不僅節(jié)省了水泥生產(chǎn)成本，而且有效防止了含重金屬湖泊底泥的二次污染，實現(xiàn)了廢物資源化再利用。具體實施方式實施例1取湖北省黃石市南磁湖重金屬污染底泥，含水率為56% ;經(jīng)檢測，底泥中Cu、Cd、Pb、Cr、 Hg、As 含量分別為 1100mg/kg、2. 2mg/kg、850mg/kg、105mg/kg、1. Omg/kg、160mg/kg,為重金屬重污染底泥。首先，將鐵粉、磁湖濕底泥和石灰石按質(zhì)量比1: 2 13混合均勻制成生料；將生料放入直徑8cm、厚度1. Ocm的模具中，在壓強(qiáng)為IOMPa下壓制成生料試餅；將生料試餅放入高溫爐中，按照以下步驟進(jìn)行控溫?zé)?T150°C，升溫時間40min ;15(T650°C，升溫時間60min ;65(Tl35(TC，升溫時間150min ;1350°C，保持lOOmin。然后將試餅從高溫爐中取出，放在耐火地磚上，用電風(fēng)扇進(jìn)行急速降溫，得到熟料。最后，將石膏和熟料按質(zhì)量比I 20混合均勻，并利用球磨機(jī)研磨50min，得到硅酸鹽水泥。經(jīng)物理性能測試，該水泥符合國家《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為合格的42. 5級硅酸鹽水泥。同時， 對水泥浸出液中重金屬含量進(jìn)行檢測，其中Cu、Cd、Pb、Cr、Hg、As含量分別為1. 341mg/L、O.0082mg/L、0. 127`mg/L、未檢出、未檢出、O. 065mg/L，低于《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(GB5085. 3-2007)限值。實施例2取湖北省黃石市南磁湖重金屬污染底泥，含水率為62% ;經(jīng)檢測，底泥中Cu、Cd、Pb、Cr、Hg、As 含量分別為 930mg/kg、4. 2mg/kg、790mg/kg、76mg/kg、1. Omg/kg、170mg/kg,為重金屬重污染底泥。首先，將鐵粉、磁湖濕底泥和石灰石按質(zhì)量比1:3 10混合均勻制成生料；將生料放入直徑7cm、厚度O. 8cm的模具中，在壓強(qiáng)為30MPa下壓制成生料試餅；將生料試餅放入高溫爐中，按照以下步驟進(jìn)行控溫?zé)?Tl50°C，升溫時間50min ; 15(T650°C，升溫時間70min ;65(Tl350°C，升溫時間170min ;1350°C，保持120min。然后將試餅從高溫爐中取出，放在耐火地磚上，用電風(fēng)扇進(jìn)行急速降溫，得到熟料。最后，將石膏和熟料按質(zhì)量比I 18 混合均勻，并利用球磨機(jī)研磨40min，得到硅酸鹽水泥。經(jīng)物理性能測試，該水泥符合國家 《通用硅酸鹽水泥》(GB175-2007)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為合格的42. 5級硅酸鹽水泥。同時，對水泥浸出液中重金屬含量進(jìn)行檢測，其中Cu、Cd、Pb、Cr、Hg、As含量分別為1. 45mg/L、0. 0264m本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種利用含重金屬湖泊底泥制備硅酸鹽水泥的方法，其特征在于：利用含重金屬的湖泊底泥代替粘土制備42.5級硅酸鹽水泥，其具體步驟是：a.將含重金屬湖泊底泥、鐵粉和石灰石按1∶（1～4）∶（1～16）的質(zhì)量比混合均勻制成生料；b.將生料放在直徑5～10cm、厚度0.5～1.2cm的模具中，在壓強(qiáng)0.2～50Mpa、溫度10～35℃條件下進(jìn)行壓制，得到生料試餅；c.將生料試餅放入高溫爐中，按照慢速升溫、快速升溫、中速升溫和恒溫四個過程進(jìn)行控溫?zé)疲郝偕郎剡^程溫度變化范圍為0～150℃，升溫時間為30～60min；快速升溫過程溫度變化范圍為150～650℃，升溫時間為30～100min；中速升溫過程溫度變化范圍為650～1350℃，升溫時間為120～200min；恒溫過程溫度維持在1350℃，保持時間為60～150min；d.將試餅從高溫爐中取出，利用風(fēng)扇進(jìn)行急速降溫，得到熟料；e.最后將石膏和熟料按質(zhì)量配比1∶（10～25）混合均勻，利用球磨機(jī)研磨30～60min，即得到42.5級硅酸鹽水泥。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用含重金屬湖泊底泥制備硅酸鹽水泥的方法，其特征在于利用含重金屬的湖泊底泥代替粘土制備42. 5級硅酸鹽水泥，其具體步驟是a.將含重金屬湖泊底泥、鐵粉和石灰石按1: (1 4) : (I 16)的質(zhì)量比混合均勻制成生料；b.將生料放在直徑5 10cm、厚度O.5 1. 2cm的模具中，在壓強(qiáng)O. 2 50Mpa、溫度 10 35°C條件下進(jìn)行壓制，得到生料試餅；c.將生料試餅放入高溫爐中，按照慢速升溫、快速升溫、中速升溫和恒溫四個過程進(jìn)行控溫?zé)坡偕郎剡^程溫度變化范圍為O 150°C，升溫時間為30 60min ;快速升溫過程溫度變化范圍為150 650°C，升溫時間為30 IOOmin ;中速升溫過程溫度變化范圍為 650 1350°C，升溫時間為120 200min ;恒溫過程溫度維持在1350°C，保持時間為60 150min ；d.將試餅從高溫爐中取出，利用風(fēng)扇進(jìn)行急速...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖文勝，范方祿，陶敏，馬敏，殷斌，張家泉，劉婷，白翠萍，呂繼良，
申請(專利權(quán))人：湖北理工學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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