污泥制备陶粒影响因素分析
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污泥制备陶粒影响因素分析

时间:2022-03-02 09:54:22 点击:187 次 来源:洛阳建材建筑设计研究院有限公司

1. 污泥掺量的影响

 

原料配比是陶粒制备中的关键步骤,需综合考虑污泥掺量大小、化学组成、胚料可塑性、经济性等影响因素。

 

以城市污泥和煤矸石为原料制备多孔陶粒时,在相同温度下,陶粒体积密度随着污泥掺量增大而下降,吸水率和孔隙率随之增大,当掺量大于50%时,料球在干燥过程中开裂严重;以城市污泥、膨润土和黄土为原料烧制轻质陶粒,研究发现,适宜的污泥掺量为20%~50%,随着污泥干重比增大,陶粒内部孔隙变大,孔隙个数变少,孔隙串通率增大,松散密度变小,筒压强度变小,吸水率增大;以给水厂污泥为主料,黏土、粉煤灰和玻璃粉为辅料烧制陶粒,结果表明,当给水厂污泥掺量从40%提高到60%时,陶粒堆积密度和表观密度随之减小,而吸水率和孔隙率随之增大。污泥掺量增大,生料中有机质含量增多,烧失量增大,导致预热过程中生成了许多裂纹。污泥制备陶粒的研究大多将污泥作为有机添加物,掺量较小(一般在20%~30%之间),同时污泥的高含水率问题进一步限制了污泥的规模化利用。基于此,开发了以城市污泥为主料,掺加玻璃粉来烧制陶粒的工艺,可将污泥掺量提高到75%,从而实现污泥大规模资源化利用的可能。未来以提高污泥掺量为目的的污泥预处理技术和原料精细化配比技术将是污泥资源化制备陶粒的重要研究方向之一。

 污泥制备陶粒影响因素

2. 原料化学组成的影响

 

污泥陶粒原料化学组成将对陶粒表观密度、堆积密度、筒压强度、吸水率以及重金属封固等性能产生显著影响。研究表明,当原料SiO2含量增大时,污泥陶粒的密度会相应增大;当Al2O3的含量低于18%时,陶粒的强度会相应降低;SiO2的含量对陶粒强度影响较小。研究SiO2 Al2O3含量对陶粒物理特性、形态结构、晶相及重金属稳定性的影响,当SiO2含量为30%~45%,Al2O3含量为 11%~19%时,可获得筒压强度、孔隙率、重金属封固性能的轻质陶粒。

 

3. 焙烧机制的影响

 

焙烧机制对陶粒性能的影响主要包括预热温度、预热时间、焙烧温度、焙烧时间等。预热温度主要对陶粒中水分和有机质含量产生影响,从而影响陶粒的强度和表观密度。相比预热温度和预热时间,焙烧温度和焙烧时间对陶粒性能的影响更大。焙烧温度越高,陶粒表面玻化越充分,内部结构致密化,使得陶粒颗粒强度增大。随着污泥陶粒焙烧温度升高,助融剂转化为液相和玻璃态物质,增加了陶粒体积收缩率,使得陶粒表面和内部的密度增大,吸水率降低。

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