油田污泥烧结建筑砌块的制备方法 【技术领域】
本发明属于建筑材料技术领域，特别涉及用油田污泥烧结建筑砌块的方法。
背景技术
油田污泥是油田污水处理的副产品，来自于原油采出液带到地面的固体颗粒(砂岩、石灰岩等含油层的细小岩屑、粘土或淤泥)和容器内物质的反应生成物。它的主要成份随地质条件、生产工艺的不同而各异，通常主要成份为碳酸钙、矿物油、硅酸盐、水份及可溶性盐等。经过处理后压滤的含油污泥外观为黑褐色或灰色块状固体，有明显的油味。目前国内现有油田450多个，石油开采所产生的大量油田污泥，除小部分作为钻井中泥浆循环使用外，还有少量经处理后的含油污泥用于农林业、铺路或进行填埋、焚烧等，而更多的含油污泥则是择地进行堆放，有时甚至不惜侵占大量的耕地。由于污泥中含有可溶性盐、少量有害金属及一定量的矿物油等成份，因此不仅直接污染了土壤、地表水和地下水，而且也造成了石油资源的流失浪费。据估计，我国年产含油污泥近300万吨，随着大多数油田开采进入“三高”阶段，要保持原油产量就要加大注水量，含油污泥生成量还会随之增加。
到目前为止，由于还缺乏经济、成熟的含油污泥处理技术。露天堆放、填埋处理方式对当地的土壤和水体环境造成了严重的污染，因此含油污泥已成为石油企业的沉重负担。从保护环境和经济的角度出发，如何更好地处理含油污泥，对其进行深度的开发利用，变废为宝，一直是人们所关注的问题。
【发明内容】
为了解决上述问题，本发明提出了一种用油田污泥为原料烧结制备建筑砌块的方法，其目的是使油田污泥成为资源再利用，变废为宝，保护环境，并充分利用污泥中的燃油热量。
本发明地技术方案是：油田污泥烧结建筑砌块的制备方法，将油田污泥、粘土、辅助料混合配料，需要时可加入水；经过混料、陈化、成型、干燥及烧结工艺处理后，使之成为建筑砌块。
其具体的制备方法如下：
1.原料处理
油田污泥一般含有可溶性盐成份，可溶性盐在砌块干燥过程或使用中，会在表面形成“泛霜”现象，泛霜导致表层剥落及结构疏松，使强度下降，因此要对油田污泥进行洗盐处理，洗盐处理的方法为水洗，使制品中的可溶性盐含量控制在0.5％以下。对粘土原料，最好是控制其粒度在100目以下，以提高粘土的分散性和粘结性。
2.配料
将原料按重量比，粘土20～80，油田污泥20～80，外加辅助料为粘土和油田污泥总量的0.1～30％，进行配料。辅助料可以是粘结剂、工业废渣中的一种或几种的混合物，混合物的组份为任意配比。所述的粘结剂为砖瓦粘结剂、水玻璃等中的任意一种或二种以上的混合，二种以上的混合时为任意配比。所述的工业废渣为矿渣、粉煤灰等中的任意一种或二种以上的混合，二种以上的混合时为任意配比。辅助料的作用：增强砌块的强度，减小“泛霜”的影响，降低烧结温度，改善物料的物理和化学性能，有利于提高制品的质量。
由于各地的粘土质量不一，同一油田在不同时期其污泥成份也存在着较大的差异，因此配方中各原料的配比量要根据所用原料的化学组成、矿物组成及所选用的工艺流程，如混料方式、成型方式、成型压力、烧结制度等因素来进行综合考虑，按照上述范围值制定合理的配方。
3.混料
混料的目的是为了让原料充分地分散并混合均匀。混料可采用两种方式：①干法或半干法混料：采用既可将原料进行充分混合，又可对原料进一步粉碎的方式最好。当物料水份过低时，则补充水至混合料水份在4-10％。其特点是方法简单，易于操作。②湿法混料：加入总物料量30-50％的水，进行湿法混合，混合均匀后，将混合料干燥至适合成型的水份4-10％，如采用球磨机进行混合磨料。其特点是原料混合非常均匀，同时原料颗粒细小，配方中污泥含量可以加大，烧后产品强度高，外观质量较好。
4.陈化
将混料后水份达到要求的物料进行陈化。陈化可以使原料中各成份进一步均化，有利于改善物料性能，提高产品质量。陈化过程一般需1～7天。
5.成型
成型方法和成型压力对产品质量影响很大，成型方法可采用挤压成型或压制成型。挤压成型时，物料水份含量高，成型压力较小，制品的强度不如压制成型高，但工艺过程相对简单。为了提高配方中油田污泥的含量及产品的强度，最好采用半干压法或干压法成型，成型压力尽可能大一些，以保证产品的强度。成型压力控制在大于4.0MPa。
6.干燥
成型后的制品，可在干燥室中进行干燥，也可在露天自然干燥。
7.烧结
将干燥后的制品放入高温炉中焙烧，焙烧过程中，均应保持良好的氧化气氛，烧结温度范围为800-1200℃，在最温区需保温1～3小时，使之烧结为具有一定强度的建筑砌块。
该制备方法的优点在于：①油田污泥作为建筑砌块的主要成份使用，处理量大，不仅可以有效地消耗掉污泥，还可以节约砌块中的粘土，有利于保护耕地；②对污泥采用烧结固化的方法，消除了重金属对环境的污染；③由于对油田污泥进行的是高温烧结处理，污泥中的石油在高温下可以进行充分燃烧，因此不仅可以充分地利用污泥中燃油的热能，还可以降低烧结成本，是一项既经济又环保的处理措施；④烧制后的建筑砌块可获得较大的气孔率，因此具有容重轻、隔热保温的特性，是一种具有良好应用前景的生态建筑材料。
采用以上方法制备的砌块，其小样制品抗压强度最高可达到70MPa，因此可广泛应用于承重与非承重墙体，在实际工业生产中，还可以制作成多孔建筑砌块，是一种有效利用油田污泥的方法，具有非常良好的应用前景。
【具体实施方式】
实施例1：
本制备方法中所用粘土和含油污泥化学成份如下表所示。 项 目SiO2 Al2O3Fe2O3 CaO MgO K2O NaO可溶盐 烧失量矿物油其它油田污泥2.5 3.2 0.8 38.5 2.2 0.5 0.2 1.5 17.1 31.2 粘土69.5 16.8 5.8 0.6 0.2 2.3 0.3 / 4.5
将上述粘土和油田污泥粉碎后，按重量比为70∶30进行配料，外加粘土和油田污泥总重量0.2％的砖瓦粘结剂，该粘结剂可以提高试样的强度、减少收缩率及裂纹。采用搅拌的方式对物料进行混合，边搅拌边加入水至混合料水份为7.5-8.5％，混合均匀后，将其置于密封的塑料袋中进行陈化。陈化48小时后，在压机上压制成型为Φ40mm×10mm规格的试样，成型压力为8.0MPa。将成型后的制品放入烘箱中在100℃下干燥两小时，取出放入高温炉中焙烧，于1050℃下保温1.5小时后，随炉冷却得产品。烧结试样经测试，其抗压强度为36.5MPa，容重为2.0g/cm3，气孔率为18.7％。
实施例2：
称取实施例1中的油田污泥500克，在500ml水中进行充分淘洗后，过滤除去大部分可溶性盐。将实施例1中的粘土和经洗盐处理后的油田污泥按重量比为50∶50进行称量，外加油田污泥和粘土总重量35％的水和油田污泥和粘土总重量0.5％的水玻璃。将上述物料置于球磨机中球磨，控制粒度在万孔筛余小于15％。将料浆倒出后自然干燥至水份为5.0-6.5％，置于密封的塑料袋中进行陈化。陈化36小时后，在压机上压制成型为Φ60mm×50mm规格的试样，成型压力为12.0MPa。在室外自然干燥5天后，置于高温炉中焙烧，在1100℃下保温两小时后，随炉冷却得产品。烧结试样经测试，其抗压强度为16.3MPa，容重为1.7g/cm3，气孔率为25.6％。
实施例3：
将实施例1中的粘土和油田污泥按65∶35的比例配成主料，外加粘土和油田污泥总量25％的粉煤灰和油田污泥和粘土总重量0.5％的水玻璃作为辅助料，将上述物料置于球磨机中，加入物料总量40％的水，然后进行球磨，控制物料的粒度在万孔筛余小于12％。料浆倒出后自然干燥至水份为4.5-5.5％，置于密封的塑料袋中进行陈化。陈化36小时后，在压机上压制成型为Φ60mm×50mm规格的试样，成型压力为15.0MPa。在室外自然干燥5天后，置于高温炉中焙烧，在1050℃下保温两小时后，随炉冷却得产品。烧结试样经测试，其抗压强度为19.6MPa，容重为1.6g/cm3，气孔率为22.4％。