利用工业固体废弃物制备烧胀陶粒的研究进展_桑迪
利用固体废弃物生产烧结陶粒工艺方案及烧成工艺的研究
陶粒筒压强度要求≥5MPa，颗粒最大粒径不宜 大于 ，采用 5～16mm 的连续级配。陶粒自身 的堆积密度小于 1100kg/m3，一般为 300～900kg/m3。 以陶粒为骨料制作的轻骨料混凝土密度为 800～1900kg/m3，相应的轻骨料混凝土抗压强度等 级为 LC5.0～LC60，满足《轻骨料混凝土技术规程》 JGJ51— 2002 标准要求。
陶粒产品主要应用于建筑领域，作为结构型轻 骨料主要用于配置轻骨料混凝土，具体用途有：
（1）生产轻混凝土建筑制品，包括建筑砌块、墙 板、预应力大型屋面板、18m 薄腹梁、四孔空心楼板、 空腹双支柱、门式屋架、混合式 5t 吊车梁、圈梁、山 墙柱等，其中以砌块、空心楼板和墙板用得最多，使 用效果较好。
（2）用于现浇混凝土墙体。 （3）用于桥梁工程。1970 年建的宁波市反帝大 桥，其上部构造全部采用粉煤灰陶粒配制的陶粒混
煤矸石是煤炭行业在掘进、开采和洗煤过程中 排出的固体废物，包括洗煤厂的洗矸、煤炭生产中 的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以 及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合 物。煤矸石含碳 20%～30%，有些含腐植酸，是碳质、 泥质和砂质页岩的混合物，热值较低。煤矸石的无 机成分主要是硅、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀 有金属。其化学成分如表 1 所示。 2.1.2 粉煤灰
基于固体废弃物的高性能陶粒的研究
用污泥烧制 陶粒 正是符 合 这一发 展 方 向要 求 的有 效
途径。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
剂 １％ ～ ６ ３ ２ ％。根据前苏联 专家的研究 ， 陶粒 的强度 和其 基 本 氧 化 物 含 量 之 间 存 在 以 下 关 系
＝
．
１ 原 材 料 及 试 验 设 计 １ １ 原 材 料 ．
本 文采用 的脱水污 泥取 自宁波市某污水 处理 厂 ，
利用污水处理 厂污泥 制备 陶粒 ， 是把 污水厂 的废 弃污泥 的资源 化利 用。 随着 宁波 城市 的快 速 发展 和
人 口的增 加 ， 以及 污 水 处 理 设 施 的 普 及 、 理 率 的 提 处
试验原 料 经干 燥 磨 细后 ， 照 一 定 比例 混 合 均 按 匀， 然后加 入适量 的水 使得 混合 料具 有较 好 的塑性 ， 使用手工搓揉方式将混合料 制成一定粒 径 的生 料球 。 将生料球 干燥 后取 出， 入 电阻炉 中预 热 ， 放 至预 热时
Ｍ ａＰ为 陶 粒 的 堆 积 密 度 ｋ／ ￣ 。 由此 可 知 ， 制 低 Ｐ， ｇ ） ｍ 烧
试验 中发 现干燥 粉 磨后 的污 泥 与粉 煤 灰 的粘 聚
固体废物和污染土壤制备陶粒协同处置研究综述
固体废物和污染土壤制备陶粒协同处置研究综述*杨杰1，陈羲1，孙琼玉2，郑姗姗1，沈远东2，詹明秀2（1.浙江方远新材料股份有限公司，浙江台州318014；2.中国计量大学计量测试工程学院，浙江杭州310018）【摘要】基于国内外固体废物和污染土壤制备陶粒协同处置技术的介绍，对我国的陶粒工艺研究进展及固体废物和污染土壤制备陶粒协同处置技术进行了总结。
通过对国内外学者在固体废物、污染土壤制备陶粒方面的比较发现：以污染土壤和固体废物为原料生产陶粒是在原有工艺基础上进行的升级和改进。
根据已有研究，污染土壤或固体废物的掺入量最高可达40%，且该方法制备的陶粒在抗压强度、吸水率、堆积密度、表观密度等陶粒品质方面都基本满足国家标准；在污染物处理方面，该方法制备的陶粒对重金属的固化效果较为优异，固化率最高可达99.80%。
由于制备陶粒需要高温条件，在处理过程中会出现二次污染问题。
所以在实际应用过程中需增加尾气处理装置，以达到国家排放标准。
固体废物和污染土壤制备陶粒协同处置技术不仅能有效处理污染物，同时还能够实现资源的再利用并产生可观的经济效益。
【关键词】污染土壤；固体废物；陶粒；协同处置中图分类号：X705；X53文献标识码：A文章编号：1005-8206（2024）02-0063-06DOI ：10.19841/ki.hjwsgc.2024.02.009Research Review on Collaborative Disposal of Solid Waste and Contaminated Soil for Preparation of Ceramsite YANG Jie 1，CHEN Xi 1，SUN Qiongyu 2，ZHENG Shanshan 1，SHEN Yuandong 2，ZHAN Mingxiu 2（1.Zhejiang Fangyuan New Materials Co.Ltd.，Taizhou Zhejiang 318014；2.School of Metrology and MeasurementEngineering ，China Jiliang University ，HangzhouZhejiang310018）【Abstract 】Based on the introduction of collaborative disposal technology of solid waste and polluted soil preparationceramic particles at home and abroad，and the research progress of ceramic particle technology in China and the collaborative disposal technology of solid waste and polluted soil preparation ceramic particles were summarized.Through a comparison of domestic and foreign scholars in the preparation of ceramic particles from solid waste and polluted soil，it was found that using polluted soil and solid waste as raw materials to produce ceramic particles is an upgrade and improvement on the basis of the original process.According to the existing research，the maximum amount of contaminated soil or solid waste added could reach to 40%，and the ceramic particles prepared by this method basically meet the national standards in terms of compressive strength，water absorption，bulk density，apparent density，and other ceramic particle quality.In terms of pollutant treatment，the solidification effect of heavy metals was relatively excellent，up to 99.80%.Due to the high temperature conditions required for the preparation of ceramic particles，secondary pollution may occur during the treatment process.Therefore，in practical applications，it is necessary to add exhaust gas treatment devices to meet the national emission standards.The collaborative disposal technology of solid waste and polluted soil preparation with ceramic particles could not only effectively treat pollutants，but also could achieve resource reuse and generate considerable economic benefits.【Key words 】polluted soil；solid waste；ceramsite；collaborative disposal*基金项目：浙江省科技计划项目（2022C03082）收稿日期：2023-10-12；录用日期：2024-02-04文章栏目：热化学处理与烟气污染控制文章类型：综述杨杰，陈羲，孙琼玉，等.固体废物和污染土壤制备陶粒协同处置研究综述［J ］.环境卫生工程，2024，32（2）：63-68.YANG J ，CHEN X ，SUN Q Y ，et al.Research review on collaborative disposal of solid waste and contaminated soil for preparation of ceramsite ［J ］.Envi⁃ronmental Sanitation Engineering ，2024，32（2）：63-68.0引言随着我国产业升级和城市功能变迁，城市因工厂搬迁而出现了大量污染地块［1-2］，引发诸多环境污染和社会安全问题［3-5］。
利用污泥生产膨胀陶粒的试验研究与生产中的几个问题
使用范 围都缺 乏系统研 究
产 生 上 述 问 题 的 主 要 原 冈 是 污 泥 处 置 、 用 技 术 利 体 系和标准技术体 系不完善 ． 有形成完整 产业链等 没
污 泥 陶粒 是在 ｌ ５ ０ｃ ５ 二 件 下烧 成 的 ． １ ｃ～ｌ ０ｃ条 ２ Ｉ
最终 污 泥 中所 含 的有 害成 分均 能被 彻底 分 解烧 尽 ． 将 有毒 重 金属 封存 固化在 陶粒 中 ． 陶粒 混 凝 土及 其 制 在
求。
量 土地 ． 不利 于 资 源 利用 和环 境 保 护 ； 处 置 和 利 用 ② 技术 多 为粗放 的 、 分散 的 、 索性 的 ； 资源 化利 用 中 探 ③
的 有 毒 有 害 物 质 测 试 与 控 制 技 术 方 法 不 完 善 、 不 配
套 ：④ 污 泥 处理 和资 源 化 利 用 中 的节 能 问题 缺 乏 研 究 ： 建设 Ｔ程 领域 污 泥 资源化 利 用 的安 全性 和 产 品 ⑤
利 用 污 泥 生 产 陶 粒 的 试 验 研 究 所 取 得 进 展 ， 出 了 页 岩 污 泥 陶 粒 的基 本 工 艺 流 程 ， 绍 了 污 泥 陶 粒 生 提 介
产线 建设与 生产过 程 中应关 注的几 个 问题 。 关键 词 ： 污泥 陶粒 ； 比研 究 ； 粒 工艺 ； 配 造 回转窑选 型 ； 气处理 烟
成 ９座 和 １ 座 污 水 处 理 厂 ． 水 处 理 率 分 别 达 到 ９ ％ ４ 污 ３
术体 系 、 准体 系 和机 械设 备制 造体 系 。扩 大 污泥 在 标
建筑 工 程 领 域 的 应 用 范 围将 是 今 后 的 主要 发 展 方 向 之一 ． 因此 ． 须 对 污 泥 资 源化 关 键 技 术 进行 重 点 研 必
工业固体废弃物在建筑材料中的应用及展望
工业固体废弃物在建筑材料中的应用及展望摘要：作为一项重大的全球战略，可持续发展已成为当今中国社会的核心价值观，它不仅引领着中国各个领域的发展，而且在促进经济增长的同时，也促使中国的建筑行业不断提升，因此，推广绿色建筑理念，实施科学的、可持续的发展战略，对于中国的未来具有重大意义。
本文旨在深入探讨建筑废弃物如何被有效地利用于建筑材料，从几种常见的类型出发，探讨如何利用这些资源来改善环境，并提出相关的技术方案。
关键词：建筑废弃物；建筑材料；应用途径；主要类型引言:随着社会的迅猛发展，我国的工业固体废弃物的数量也急剧上升，而且这些废弃物的种类和来源也十分丰富，如果没有进行深入的研究，以及采取有效的措施，这些废弃物就可能危害到生态环境的安全和人们的身心健康，通过将工业固体废弃物进行再生化处理，我们不仅能够将工业固体废弃物转化为可再生的资源，而且还能够在保护环境、促进经济发展的同时，也能够带来更多的社会福祉，在本文中，我们将讨论多种常见的工业固态废弃物，如粉煤灰、磷石膏和废弃建筑材料的物理和化学特征，我们将探讨如何将工业固体废弃物作为建筑材料进行循环使用，并根据目前的研究进展，提出一些可行的建议，重点关注工业固态废弃物的再生和回收，建筑材料的选择、机械特性和抗压强度。
一、固体废弃物的相关概念“固体废弃物”通常指的是那些在工业、农业、建筑业等各种活动中造成的、对环境造成污染的固态或半固态物质，这些物质通常无法再次利用，因此被称为“固体废物”，“固体废物”指出，大多数固体废物无论是来自生产、经营、消费等多种方式，都包括一些无法被直接利用的有效成分，以及一些无法被直接利用的成分，因此，根据“固体废物”的规定，这些固体废物被统一归入《垃圾》一书，以便更好地保护环境，减少污染，保护资源，保护公共资源，保护人民的健康，保护社会的安全与稳定，随着技术的发展，工业固体废物可以被转换为各行各业的生产原料，甚至可以直接利用，“放错地方的原料”是一种重要的环境保护手段，用于处理各种形式的工业固体废物，包括固态、半固态和高浓度液态废物，这些废物的形成受到多种环境因素的影响，其种类、数量、分布等都会受到环境保护的影响，从而影响到人类的健康，工业固体废物包括粉尘、冶金废料、炉渣、尾矿、工业水处理残留物、煤矸石等，这些都属于危险废物，这类废物的危害程度取决于工业固体废弃物的类型，例如，粉尘、冶金废料、炉渣、尾矿、工业水处理残留物、煤矸石等，这类废物属于普通废物，但如果工业固体废弃物含有有毒有害的物质，例如粉尘、冶金废料、尾矿、煤矸石等，就属于危险废物。
我国固体废弃制备陶粒的研究进展
我国固体废弃制备陶粒的研究进展陶粒是一种具有一定强度、粒度多为5～25mm的规则球体或不规则的陶制颗粒。
表面有一层坚硬的外壳，内部多孔，具有良好的物理、化学和水力特性，强度高，密度小，比表面积大，孔隙率高，吸附截污能力强，化学和热稳定性好，耐酸耐热，隔水保气，保温隔热。
陶粒被广泛应用于建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等部门。
根据《中华人民共和国国体废物污染防治法（修订草案）》规定，固体废弃物（以下简称固废）是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器的气态物品、物质以及法律、行政法规规定纳固体废物管理的物品、物质，按产生来源将其分为工业固体废物、农业固体废物、矿业固体废物和城市垃圾等。
固废的大量堆存会侵占土地，污染环境，破坏周边生态，影响社会与企业的发展。
2016年仅大宗工业固体废物产生量就高达35.41亿t，总堆存量达300亿t左右，每年由于固废堆积造成环境生态损失可达1000亿元以上，固废问题亟待解决。
粉煤灰、污泥等部分固废的主要成分为Si02和Al203，与陶粒原料的成分要求相契合，且粒度小，用作陶粒原料可以大大降低破碎磨矿成本，同时可以消纳固废、保护生态环境，并且获得可观的经济效益和社会效益。
1 陶粒的国家及行业标准根据物理化学性质与功能的不同，陶粒可分为人造粗集料、超轻陶粒、高强陶粒、水处理用滤料以及石油压裂支撑剂陶粒。
人造粗集料要求较小的密度同时兼顾强度与吸水率；超轻陶粒倾向于更低的密度，堆积密度要求≤500kg/m3;高强陶粒要求更高的强度，强度标号不得小于25;水处理用滤料要求更高的比表面积与孔隙率；石油压裂支撑剂陶粒要求极高的抗压强度。
2 陶粒制备的原理与工艺陶粒制备应当实现以下的几点：原料有适当而均匀的成分，足够的细度，符合标准的成球，为生球营造环境以产出成品陶粒。
2.1 陶粒制备原料成分陶粒原料可分为成陶基体与外加剂两部分。
固体废弃物用于陶粒的生产制备研究
制得 的陶质的颗粒 ，是一种人造轻 骨料 。其外壳 表面粗糙 而
坚 硬 ，内 部 多 孑 Ｌ ，粒 径 一 般 在 ５～ ２ ０ ｍｍ之 间 ，而小 于 ５ ｍ ｍ 的 称 为 陶砂 ～Ｊ 。 陶 粒 作 为 一 种 人 造 轻 骨 料 ，具 有 优 异 的 性 能 。
高 文 龙 ，陈 烨 ，李 向东 ，曹 旭
（ 贵 州大 学化 学与化 工 学院 ，贵 州 贵阳 ５ ５ ０ ０ ０ ３ ）
摘 要 ：陶粒作为一种人造轻骨料 ， 具有优异的性能，广泛应用于建筑行业。本文主要介绍了采用不同固体废弃物烧制陶
粒 的 主要 性 能 ，及 国 内 外 不 同生 产 工 艺 下 陶粒 生产 研 究 ，并 且 对 不 同 生 产 工 艺 的 优 缺 点 进 行 了对 比 。通 过 对 贵 州 省 主 要 固体 废 弃 物 的化 学 成 分 分 析 ，表 明 用 这 些 固体 废 弃 物制 备 陶 粒 是 可 行 的 ，希 望 我 国 固体 废 弃 物用 于 陶 粒 生 产早 日实 现 大 规模 产 业 化 。
第４ １卷第 ２期
２ ０ １ ３年 １月
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州
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Ｖｏ Ｉ ＿ ４１ Ｎｏ ． ２
Ｇｕａ ｎ ｇ ｚ ｈｏ ｕ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
Ｊ ａ ｎ ｕ ａ ｙ． ｒ ２ ０１ ３
固体 废 弃 物 用 于 陶 粒 的 生 产 制 备 研 究 米
ＧＡＯ Ｗｅ ｎ —ｌ ｏ ｎ ｇ，ＣＨＥＮ Ｙ ｅ，Ｌ Ｉ Ｘｉ ａｎ ｇ 一如 ，Ｃ ＡＯ Ｘｕ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎ ｄ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｇ ｕ ｉ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｇ ｕ ｉ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｇ ｕ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ５ ５ ０ ０ ０ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
利用赤泥等工业固体废物制备陶粒
第 ２ ７卷 第 ４期
２０ ０ ８年 ８月
河南理工大学学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ＯＵＲＮ Ｆ ＨＥＮＡＮ ＰＯ ＹＴ ＣＨＮＩ ＡＬ Ｏ Ｌ Ｅ Ｃ ＵＮＩ ＲＳＴ （ ＡＴ ＶＥ Ｉ Ｙ Ｎ ＵＲＡＬ Ｓ Ｉ Ｃ ＥＮＣ Ｅ）
．
Ｒｅ ｕ ａ ｄ ｔ ｓ６ ０ ａ ｄ ４１ ｐ ｒｉ ｌｓ ｏ ｒ ｓ ｕ ｅ Ｔ ｏ ｐ ｅ ｓｂ ｅ ｓｒ ｎ ｔ ｑ ｉａ ｅ ｔｔ ５ Ｍ ｐ ｄ Ｍ ｄ Ｈ ｙ ｉｅ ｉ ０ ｎ ０ Ｎ ａｔｃ ｅ ｆｐ ｅ ｓ ｒ ． ｈｅ ｃ ｍ ｒ ｓ ｉｌ ｔｅ ｇｈ ｅ ｕ ｖ ｌｎ Ｏ ５ ａ， ｂ ｙ ｎ ０ Ｍ ｐ ｒ ｓ ｒｂ ｄ ｉ ｅ ｏ ｄ ２． ａ ｐ ｅ ｃ ｉ ｅ ｎ ＧＢ／Ｔ１ ４３１ ２ — １ ９８， ａ ｄ ｂ ｂ ｌ ｕ ａ ｅｉ ０％ ７ ． ９ ｎ ｉ ｕ ｏ ｓｒ ｔ ｓ２ ２ ２％ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｒ ｓ ｒｂ ｄ ｉ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔｐ ｅ ｃ ｉ ｅ ｎ ＧＢ／Ｔ１ ４ ２ — １ ９ ３１． ７ ８． ９
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我国工业固废制备陶粒资源化利用的研究进展
第39卷第8期硅酸盐通报Vol.39No.8 2020年8月BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY August,2°2°我国工业固废制备陶粒资源化利用的研究进展马明亮，孙晓南，权宗刚，王科颖(西安墙体材料研究设计院有限公司，西安710061)摘要:部分工业固废是极佳的陶粒基体材料，资源化利用工业固废制备陶粒产品可规模化消纳工业固废，同时形成良好的社会环境效益和客观的经济效益。
通过文献调研，本文介绍了近几年我国工业固废产生和处理的总体情况，阐述了利用工业固体废弃物制备陶粒的可行性，从所涉及的主要原理以及工艺技术总结了工业固废制备陶粒的理论基础，分析了工业固废制备陶粒的资源化利用和研究现状，表明了目前存在的主要问题并做出合理展望。
关键词:工业固废；陶粒；资源化利用中图分类号:TQ09文献标识码:A文章编号：1001T625(2020)08回492回9Research Progress on Resource Utilization of Ceramsite Preparedfrom Industriai Solit Waste it ChitaMA Minglia”g，SUN Xiaonan，QUAN Zongga”g，WANG Keying(XO an Research&Design Institute of Wall&Roof Mateiap Co.，Ltt.，XO an710061，China)Abstract:Some industrial solid wastes are excellent ceramsite matrin materials.The preparation of ceramsite products from industrial solid wastes can absorb industrial solid wastes on a larae scale，and form good social and environmental benefits and considerable economic benefits.This paper introduces the general situation of the production and treatment of industrial so X/waste in China in recent years，expounds the feasibiPty of using industrial solid waste to prepare ceramsite，and summarizes the theoretical basis of the preparation of ceramsite from industrial soXn waste in terms of the main principles involved and process technolo/.The resource utilization and research status of ceramsite preparation from industrial solid waste are analyzed.The main problems are pointed out and the reasonable prospect is given.Key words:industrial solin waste；ceramsite；resource utilization0引言陶粒作为一种新型轻质、保温、高强多功能的人造轻骨料，是《产业结构调整指导目录(2019年本)》鼓励类中适用于装配式建筑的部品化建材产品，同样是《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》和《建材工业发展规划(2016~2020年)》中的多功能化材料。
一种固体废弃物烧制陶粒的制备方法[发明专利]
![一种固体废弃物烧制陶粒的制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a9cb448f011ca300a7c390e4.png)
专利名称：一种固体废弃物烧制陶粒的制备方法
专利类型：发明专利
发明人：严建华,王亚丽,王峰,崔素萍,兰明章,王子明,李智丰申请号：CN200810056403.2
申请日：20080118
公开号：CN101215150A
公开日：
20080709
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种固体废弃物烧制陶粒的制备方法属于建筑材料领域。
本发明以煤矸石、污泥和废玻璃粉为原料烧制高性能陶粒产品。
配方中各组分所占质量百分比为：煤矸石15～45％，城市生活干污泥25％～50％，废玻璃粉20％～50％。
根据上述配方所制备的陶粒生坯干燥后在300℃～600℃保温20～50分钟进行低温排炭，950℃～1100℃8～20分钟烧成，所得到的陶粒产品性能符合《轻集料及其试验方法GB/T 17431.1－1998标准》。
申请人：北京工业大学
地址：100022 北京市朝阳区平乐园100号
国籍：CN
代理机构：北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：刘萍
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基于工业固体废弃物合成陶瓷材料的研究与开发
基于工业固体废弃物合成陶瓷材料的研究与开发各行各业的迅猛发展,产生了越来越多的工业固体废弃物。
这些固体废弃物会给环境造成极大的污染,对人类健康和生态环境产生危害。
同时,由于人们对环保意识的加强,处理工业废弃物也越来越受到社会的关注。
因此,将工业固体废弃物转化成高附加值的新型材料成为了目前的研究热点。
陶瓷材料作为一种重要的工业材料,在各领域中得到广泛应用。
目前,大多数的陶瓷材料都是以天然矿物质为主要原料,虽然这些原料具有丰富的资源,但是其开采和加工对环境的破坏也不容忽视。
因此,开发基于工业固体废弃物的陶瓷材料,既能循环利用废弃物,还能减少对自然环境的损害,具有非常重要的意义。
在众多可能的废弃物中,工业矿渣、煤矸石、红泥等都是比较常见的材料。
这些废弃物的特点是产量大、成分复杂、资源综合利用价值高等等。
通过研究这些废弃物的特性,掌握其化学成分、晶体结构、微观结构等信息,可以设计出合适的合成工艺,并控制最终产品的性能。
其中,工业矿渣可以通过高温烧结、热压、焙烧等方法转化为陶瓷材料,在这个过程中可以通过添加适量的助剂和控制温度来改善其结构性能。
煤矸石也可以作为陶瓷材料的原料,通过压制成型和高温烧制得到陶瓷材料。
此外,红泥经过预处理、热处理等方式,也可以制成陶瓷材料。
固体废弃物合成陶瓷材料的好处远不止于此。
与传统的天然原料相比,工业固体废弃物原料成本低廉,且因为综合利用需求带动,还产生了新的经济增长点。
与此同时,工业固体废弃物经过化学利用,可以有效减少环境污染和资源的浪费,具有非常积极的环保意义。
综上所述,工业固体废弃物合成陶瓷材料是一种具有广泛前景的研究方向。
将工业废弃物转化为高附加值的新型材料,不仅能够循环利用资源,提高资源利用效率,而且还能切实保护生态环境,达到可持续发展的目的。
可用于制备发泡陶瓷的固废综合利用现状及研究进展
可用于制备发泡陶瓷的固废综合利用现状及研究进展随着工业化程度的不断提高，固废问题也越来越严重。
固废综合利用可以将废弃物转化为有用资源，同时减少其对环境的污染。
发泡陶瓷是一种新型的环保材料，具有良好的耐火性、防腐蚀性、隔热性等特点，因此制备发泡陶瓷已成为固废综合利用的研究热点。
本文将介绍目前可用于制备发泡陶瓷的固废综合利用现状及研究进展。
1. 废弃物制备发泡陶瓷的研究现状1.1 燃煤灰燃煤灰是一种具有良好的耐火性和化学稳定性的废弃物，因此被广泛应用于制备发泡陶瓷。
研究表明，燃煤灰可以通过添加适量的氧化镁和碳酸钙，使其制备出具有较高强度和良好耐火性的发泡陶瓷材料。
1.2 熟料窑尘熟料窑尘是水泥生产过程中产生的废弃物，其细粉末性质是制备发泡陶瓷的重要条件之一。
通过添加适量的氧化镁和氧化铝等活性物质，可以提高熟料窑尘的细粉末性和活性，从而制备出具有良好强度和隔热性的发泡陶瓷材料。
1.3 废旧陶瓷废旧陶瓷是一种常见的固废资源，通过碾磨或破碎后可以制备出粒度较小的粉末。
将废旧陶瓷粉末与泡沫剂、发泡剂等混合后高温烧结，可以制备出具有良好强度和隔热性的发泡陶瓷材料。
2.1 微波烧结技术微波烧结技术是一种新型的高效节能烧结技术，可以实现快速、均匀的加热和烧结。
近年来，国内外学者研究采用微波烧结技术制备发泡陶瓷，结果表明微波烧结技术具有烧结速度快、烧结温度低、产品性能良好等优点。
2.2 畜禽粪便畜禽粪便是一种优质有机肥料，其含有较高的氮、磷、钠、钾等营养成分。
近年来，国内外学者研究发现，通过混合畜禽粪便和泡沫剂、发泡剂等并进行烧结，可以制备出具有良好吸附性、隔热性和耐火性的发泡陶瓷材料。
2.3 城市垃圾城市垃圾是现代城市面临的一大固废问题，处理城市垃圾不仅可以减少其对环境的污染，还可以制备出有用材料。
研究表明，通过混合城市垃圾和燃煤灰、熟料窑尘等进行烧结，可以制备出具有良好强度和隔热性的发泡陶瓷材料。
总之，发泡陶瓷的制备已成为一种重要的固废综合利用方式。
大宗废弃物无害化生产制备功能陶粒生产方案(一)
大宗废弃物无害化生产制备功能陶粒生产方案一、实施背景随着经济的快速发展，我国固体废弃物产量逐年增加，其中大宗废弃物如煤矸石、粉煤灰、赤泥等占据了较大的比例。
这些废弃物不仅占用了大量土地，而且对环境造成了严重污染。
因此，如何实现这些大宗废弃物的无害化处理和资源化利用，已成为当前亟待解决的问题。
在此背景下，本方案提出了一种利用大宗废弃物制备功能陶粒的生产工艺，旨在实现废弃物的无害化处理和资源化利用，同时为产业结构改革提供新的发展思路。
二、工作原理本生产工艺采用的主要原料为大宗废弃物，如煤矸石、粉煤灰、赤泥等。
通过高温焙烧、球磨、筛分等工艺步骤，制备出具有特定功能的陶粒。
具体制备过程如下：1.高温焙烧：将废弃物进行高温焙烧，使其中的有机质燃烧殆尽，同时进行部分无机物的熔融和矿化处理。
2.球磨：将焙烧后的物料进行球磨处理，使物料粉碎至一定粒度，便于后续工艺处理。
3.筛分：将球磨后的物料进行筛分，分离出不同粒度的物料。
4.功能化处理：根据不同需求，对筛分后的物料进行表面处理，使其具有特定的功能，如吸附、催化、过滤等。
5.成品制备：将功能化处理后的物料进行烧结、压制等工艺处理，制备出功能陶粒。
三、实施计划步骤1.收集大宗废弃物：从周边地区收集大量的废弃物，如煤矸石、粉煤灰、赤泥等。
2.原料预处理：对收集到的废弃物进行物理和化学预处理，去除其中的杂物和有害物质。
3.高温焙烧：将预处理后的废弃物进行高温焙烧，使其中的有机质燃烧殆尽，同时进行部分无机物的熔融和矿化处理。
4.球磨：将焙烧后的物料进行球磨处理，使物料粉碎至一定粒度，便于后续工艺处理。
5.筛分：将球磨后的物料进行筛分，分离出不同粒度的物料。
6.功能化处理：根据不同需求，对筛分后的物料进行表面处理，使其具有特定的功能，如吸附、催化、过滤等。
7.成品制备：将功能化处理后的物料进行烧结、压制等工艺处理，制备出功能陶粒。
8.质量检测：对制备出的功能陶粒进行质量检测，确保其符合相关标准要求。
固体废弃物制备陶粒的专利申请研究进展
固体废弃物制备陶粒的专利申请研究进展王祝来;薛琪;林子增;刘亚利【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)011【摘要】从固体废弃物制备陶粒的专利申请出发,总结了固体废弃物制备陶粒的原料类型和制作工艺等两方面内容.结果表明,制作陶粒的固体废弃物类型较多,其中以污泥和淤泥为原料的最多,另外还有如垃圾土、尾砂和工程弃土等;陶粒的制作工艺包括配比、碾磨、混合、造粒、干燥、预热、烧结和冷却等步骤,各原料质量比例一般以SiO2:Al2 O3:(Na2 O+K2 O):(CaO+MgO):(Fe2 O3+FeO)的比值来确定,碾磨采用球磨机,搅拌机进行混合,造粒设备有成球盘和造粒机等,采用烘干机和干燥机干燥,回转窑可以完成预热、烧结和冷却等一整套工艺.【总页数】4页(P2455-2458)【作者】王祝来;薛琪;林子增;刘亚利【作者单位】南京林业大学土木工程学院,江苏南京 210037;南京林业大学土木工程学院,江苏南京 210037;南京林业大学土木工程学院,江苏南京 210037;南京林业大学土木工程学院,江苏南京 210037【正文语种】中文【中图分类】TQ175.9;X78【相关文献】1.利用工业固体废弃物制备烧胀陶粒的研究进展 [J], 桑迪;王爱国;孙道胜;刘开伟;管艳梅;王海2.利用河道淤泥等固体废弃物制备水处理多孔陶粒滤料试验研究 [J], 潘嘉芬;冯雪冬3.固体废弃物用于陶粒的生产制备研究 [J], 高文龙;陈烨;李向东;曹旭4.我国固体废弃物制备陶粒的研究进展 [J], 童思意;刘长淼;刘玉林;马超5.工业固体废弃物制备陶粒及其应用研究进展 [J], 汪学彬;杨重卿;张祥伟;侯东来;孙志明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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利用工业固体废弃物制备烧胀陶粒的研究进展＊桑 迪，王爱国，孙道胜，刘开伟，管艳梅，王 海（安徽建筑大学安徽省先进建筑材料重点实验室，合肥２３００２２）摘要 工业固体废弃物是一种放错位置的资源。
阐述了利用工业固体废弃物制备烧胀陶粒的可行性，综述了以煤矸石、粉煤灰、钢渣、尾矿等工业固体废弃物为原料制备烧胀陶粒的国内外研究进展，并分析了利用工业固体废弃物制备烧胀陶粒目前存在的主要问题和发展前景。
关键词 工业固体废弃物 煤矸石 粉煤灰 钢渣 烧胀陶粒中图分类号：ＴＵ５２３ 文献标识码：Ａ ＤＯＩ：１０．１１８９６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－０２３Ｘ．２０１６．０９．０１８Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ－ｅｘｐａｎｄｅｄ Ｃｅｒａｍｓｉｔｅ ｆｒｏｍ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｏｌｉｄ ＷａｓｔｅｓＳＡＮＧ Ｄｉ，ＷＡＮＧ Ａｉｇｕｏ，ＳＵＮ Ｄａｏｓｈｅｎｇ，ＬＩＵ Ｋａｉｗｅｉ，ＧＵＡＮ Ｙａｎｍｅｉ，ＷＡＮＧ Ｈａｉ（Ａｎｈｕｉ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ａｎｈｕｉ Ｊｉａｎｚｈｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｅｆｅｉ ２３００２２）Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ ｉｓ ａ ｍｉｓｐｌａｃｅｄ ｒｅｓｏｕｒｃｅ．Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅｓ ｔｏ ｐｒｅ－ｐａｒｅ ｔｈｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ－ｅｘｐａｎｄｅｄ ｃｅｒａｍｓｉｔｅ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｉｔｈ ｆｏｃｕｓ ｏｎ ｔｈｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏ－ｇｒｅｓｓｅｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ－ｅｘｐａｎｄｅｄ ｃｅｒａｍｓｉｔｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｆｒｏｍ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｃｏａｌ ｇａｎｇｕｅ，ｆｌｙ ａｓｈ，ｓｔｅｅｌ ｓｌａｇ ａｎｄ ｔａｉｌｉｎｇｓ．Ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ－ｅｘｐａｎｄｅｄ ｃｅｒａｍｓｉｔｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ，ｃｏａｌ ｇａｎｇｕｅ，ｆｌｙ ａｓｈ，ｓｔｅｅｌ ｓｌａｇ，ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ－ｅｘｐａｎｄｅｄ ｃｅｒａｍｓｉｔｅ ＊国家自然科学基金青年项目（５１３０８００４；５１４０２００３）；安徽省科技攻关计划项目（１３０１０４２１２７）；安徽省高等教育振兴计划人才项目（皖教高［２０１４］１１号文）；安徽省高校优秀中青年骨干人才国内外访学研修重点项目（ｇｘｆｘＺＤ２０１６１３４）；省级大学生创新创业训练项目（２０１５００８） 桑迪：男，１９９０年生，硕士生，主要研究方向为固体废弃物综合利用 Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｄ４５７３５４５＠１６３．ｃｏｍ 王爱国：通讯作者，男，１９７８年生，副教授，硕士生导师，主要研究方向为固体废弃物综合利用 Ｅ－ｍａｉｌ：ｗａｇ３１３４＠１２６．ｃｏｍ０ 引言工业固体废弃物是指在工业制造中产生的固体废物，主要包括高炉矿渣、赤泥、粉煤灰和煤矸石等［１－３］。
工业固体废弃物的随意排放不仅占用大量土地，而且长期堆放废弃物中的有害离子会随雨水流进河流、渗入土壤，对水和土壤造成污染，破坏生态环境，危害人体健康［４，５］。
国家《大宗工业固体废物综合利用“十二五”规划》明确指出，到２０１５年我国工业固体废弃物的利用率将要达到５０％。
随着我国工业化进程发展越来越快，对建筑材料的需求也日益增多，将工业固体废弃物利用于建筑材料中，不仅可以提高工业固体废弃物的利用率，而且减少了其对生态环境的危害。
烧胀陶粒是一种重要的建筑材料。
由于其表观密度小，孔隙较多，形态、成分较均一，且力学性能较高，因而具有质轻、耐腐蚀、抗冻、抗震和良好的隔绝性等特点，被广泛应用于建材行业［６－８］。
陶粒按制备原料可划分为粘土陶粒、页岩陶粒和粉煤灰陶粒等。
但粘土和页岩属于不可再生资源，国家已出台禁采和限采等政策。
大量开采粘土或页岩等资源制备陶粒不符合我国国情。
部分工业固体废弃物的化学组成与制备陶粒的原料较为相近，利用工业固体废弃物替代粘土或页岩等不可再生资源制备陶粒将成为当今世界发展的趋势。
本文结合工业固体废弃物的化学组成和矿物组成，分析利用其制备烧胀陶粒的可行性。
概括近年来利用工业固体废弃物制备烧胀陶粒的研究现状，对制备烧胀陶粒过程中存在的一些问题提出合理化建议，并对其应用前景进行评述，为工业固体废弃物制备烧胀陶粒的研究与发展提供参考。
１ 工业固体废弃物制备烧胀陶粒的可行性为保证陶粒具有良好的烧胀效果，需满足高温条件下能产生足够粘度的液相以及产生的气体可被液相充分包裹。
在此过程中，两种反应进程应达到一种动态平衡关系，如何能维持这种动态平衡，将成为影响其烧胀效果及性能的关键。
制备烧胀陶粒原料的化学组成一般为ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ和Ｎａ２Ｏ等。
其化学成分及相对含量都会对陶粒的烧胀以及后期性能产生重要的影响。
陶粒的性能主要由酸性氧化物和碱性氧化物共同影响。
其中，酸性氧化物包括ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２与Ａｌ２Ｏ３在高温下反应生成莫来石等矿物相为陶粒提供强度。
碱性氧化物包括Ｆｅ２Ｏ３、·０１１·材料导报Ａ：综述篇 ２０１６年５月（Ａ）第３０卷第５期ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ，这对烧制陶粒起到了助熔作用。
而各化学组分的相对含量可满足Ｒｉｌｅｙ三元相图中组成范围［９］。
表１列出了我国部分工业固体废弃物的化学组成，基本能满足烧制陶粒的化学组成范围，因此这些化学成分构成了形成陶粒的必要条件，也使得工业固体废弃物资源化利用成为可能。
表１ 我国部分工业固体废弃物的主要化学组成（％）Ｔａｂｌｅ １ Ｍａｉｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｉｎ ｓｏｍｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ（％）Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３ＣａＯ ＭｇＯ Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ ＬｏｓｓＣｏａｌ ｇａｎｇｕｅ［１０］４０～６０ １４～４０ ０．５～１０ ０．５～４ ０．５～３ １．５～４ １０～３０Ｆｌｙ ａｓｈ［１１］４３～５６ ２０～３５ ４～１０ ０．５～１．５ ０．６～２．０ １．０～２．５ ３～２０Ｒｅｄ ｍｕｄ［１２］２０．８～２３．６ ２．６～８．２ ４．０～９．１ ４０．５～４９．５ ０．９～１．４ １．３～３．１ １０～１３．２Ｓｔｅｅｌ ｓｌａｇ［１３］１１．５～１８．９ １．１～５．１ ７．５～１４．２ ３８．９～４９．１ ５．４～８．１ ０．１～２．１ ０～４．８Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ｓｌａｇ［１４］３５．５～４３．１ ０．８～９．１ ０．２～３．５ ４４．２～５１．２ ０．８～６．０／／Ｉｒｏｎ ｔａｉｌｉｎｇｓ［１５］１５．７～７２．８ １．７～１２．８ ６．２～２４．８ ４．９～３０．８ ０．１～１３．８ １．０～１．８ ０．１～４．５ 工业固体废弃物中ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３为陶粒中主要的组成成分。
在高温下，部分工业固体废弃物中的矿物例如高岭石（Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４）、石英（ＳｉＯ２）等［１６］在７００～９００℃发生熔融，随着温度的升高，高岭石结构中ＯＨ－逐渐脱去，当温度达到１０８０℃时，部分已被破坏的高岭石转化为莫来石（３Ａｌ２Ｏ３·２ＳｉＯ２），石英中网状Ｓｉ－Ｏ四面体随温度升高发生较大程度的解聚，当烧成温度达到１１５０℃时，Ｆｅ、Ｃａ等元素进入Ｓｉ－Ｏ四面体结构中生成铁橄榄石（Ｆｅ２ＳｉＯ４）和镁橄榄石（Ｍｇ２ＳｉＯ４），橄榄石结构中Ｏ２－近似于六方紧密堆积，Ｓｉ ４＋填充在四面体空隙，Ｒ２＋填充在八面体空隙，Ｓｉ－Ｏ四面体之间由Ｒ２＋以Ｒ－Ｏ八面体的方式相连，结构稳定性提高。
研究表明［１７］，Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２的比值对陶粒的熔融起到重要作用，比值越大，其熔融温度也就相应越高。
但超过一定范围时，其就会出现坍塌、过烧等现象，陶粒呈扁球状，性能也会大幅度降低，不利于陶粒的制备。
杨慧芬等［１８］探究了以废玻璃和膨润土作为硅铝调节剂对赤泥制备陶粒的影响，当ｍ（赤泥）∶ｍ（废玻璃）从９０％∶１０％调整到７５％∶２５％时，陶粒的筒压强度降低，吸水率升高，表观密度从２０６０ｋｇ／ｍ３下降到１８３０ｋｇ／ｍ３；利用废玻璃、膨润土联合作为硅铝调节剂时，对陶粒的性能有较大改善；当ｍ（赤泥）∶ｍ（废玻璃）∶ｍ（膨润土）＝７４∶１５∶１１时，陶粒性能达到最优，其表观密度、吸水率和筒压强度分别为１４３０ｋｇ／ｍ３、１．２３％、２２．１４ＭＰａ。
膨润土的掺入调整了物料中Ａｌ２Ｏ３的含量，物料中液相量增加，陶粒的孔隙率发生改变，从而影响了陶粒的性能。
陶粒的孔隙主要来自于原材料中的发泡组分，这是导致烧胀型陶粒膨胀的主要因素。
目前常用的发泡组分有Ｃ粉、ＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＦｅＳ２等。
其中可分为４种反应类型：（１）碳的氧化反应，烧成温度在４００～８００℃时，物料中的单质Ｃ可与空气中Ｏ２发生反应生成ＣＯ２气体，氧气量不足时生成ＣＯ气体，为陶粒提供发泡条件；（２）碳酸盐的分解反应，当烧成温度升高到８５０～９００℃时，物料中的碳酸盐在高温下发生分解产生ＣＯ２；（３）硫化物的分解与氧化反应，温度升高到接近９００℃时，ＦｅＳ２分解生成气态Ｓ与空气中Ｏ２反应产生ＳＯ２，当温度为９５０～１０５０℃时，ＦｅＳ２可与Ｏ２反应生成ＳＯ［１９］２；（４）氧化铁的分解与还原反应，随着烧成温度的升高，当温度达到１０００～１３００℃时，料球中的Ｆｅ２Ｏ３与低温时（４００～８００℃）未参与反应的残碳部分在有氧条件下反应生成ＣＯ２气体，在缺氧环境中可生成ＣＯ气体［２０］。
２ 工业固体废弃物制备烧胀陶粒的研究进展２．１ 以煤矸石为原料制备烧胀陶粒煤矸石是在煤炭开采中所衍生出的工业固体废弃物，是一种与煤层伴生的含碳量较低的黑色岩石，我国煤矸石产量约为原煤总量的２０％，总积存量已达７０亿ｔ，占地７０ｋｍ２，并以１．５亿ｔ的速度逐年增长［２１］。
通过对其化学成分的分析，得知煤矸石中主要含有Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２以及少量的Ｆｅ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ等，化学组成满足陶粒的生产要求。
因此，研究人员对煤矸石制备陶粒的可行性进行探究并取得了成果。
李虎杰等［２２］利用煤矸石、页岩等制备高强陶粒并分别探究了预热时间、预热温度、焙烧时间和焙烧温度４种参数对陶粒堆积密度的影响，得出焙烧温度对陶粒的堆积密度影响最大。