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轻质砖及其制备方法

随着城市化水平的不断提高,工业和民用等生产生活过程中制造了大量的污泥,其不仅造成了土地污染,还加剧人地矛盾。常见的污泥处理工艺有卫生填埋、焚烧、碳化、发酵有机肥等资源化利用方式。

而目前,丰富的煤炭资源为我国的经济快速发展做出了巨大贡献,但是在煤炭生产过程中也产生了大量的“工业垃圾”——煤矸石,大量堆积的煤矸石不仅占用了土地资源,还会释放有毒气体以及导致自燃,同时也浪费了煤矸石本身具有的热值;高岭土尾矿是高岭土矿选矿过程中产生的固体废弃物,由于其无法得到有效利用,占用了大量的土地资源;另外,我国作为传统的农业大国,在农业生产活动中产生了大量的生物质,生物质是可再生能源,其利用发展前景极其广阔。而现今,由于技术等原因的限制,导致污泥、煤矸石、生物质等资源的利用效率较低,因此,研究和开发一种新型技术对于环境友好型资源节约型社会建设具有非常重要的意义。

本轻质砖及其制备方法具有以下优点和有益效果:

(1)本方法创新点在于所述轻质砖以污泥、煤矸石、高岭土尾矿和生物质及固硫固氮除异味剂为原料,并经发明人大量的研究与实验,选择比例适宜的氧化钙(CaO)和碳酸钾(K2CO3)组成固硫固氮除异味剂,结果表明其固硫固氮效果最佳。这是由于1000-1200℃的高温焙烧过程中,CaO与SO2在氧气的作用下反应生成稳定的CaSO4,从而将污泥、煤矸石、生物质燃烧产生的SOx固定在污泥砖中;另外,由于污泥中富含Fe2O3、MgO等化合物,其是天然的固硫助剂,这可以进一步强化了固硫效果;另一方面K2CO3会与NOx反应生成含氮盐KN3,从而将NOx固定在污泥砖中,固化后的硫、氮元素在轻质砖中性质稳定,将不会分解而对环境产生污染,这可以有效的解决现有的高温焙烧过程中长期被忽视的SOx和NOx的排放问题。

(2)生物质可作为高温焙烧过程的助燃剂,同时污泥和煤矸石中的可燃成分作为内燃燃料,有利于提高焙烧效果;而且,这些可燃物和助燃物燃烧后砖块形成许多小孔,从而使得制得砖块重量轻、保温及隔音效果好。

(3)固硫固氮除异味剂的组成和含量,是发明人经大量的研究,根据污泥、煤矸石及生物质中的硫和氮元素含量及其在烧制过程中的变化来确定的,不同种类的原料所需的固硫固氮除异味剂的组成和含量不同。

(4)用高岭土尾矿代替粘土作为制砖原料,解决高岭土尾矿堆积占用土地的现状。

(5)简单易行,且无需对污泥预先干燥处理,这是由于氧化钙与水反应会消耗部分水,更也无需添加额外的水来促进搅拌,这节约了水资源,也简化了处理流程。

(6)高温焙烧可以完全消灭污泥中的细菌微生物,进一步消除污泥异味,同时热稳定性较低的重金属会释放出来,杜绝污泥砖的二次污染。

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