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1、(10)申请公布号 CN 102887642 A (43)申请公布日 2013.01.23 CN 102887642 A *CN102887642A* (21)申请号 201210396941.2 (22)申请日 2012.10.18 C03C 10/00(2006.01) C03C 6/00(2006.01) (71)申请人 中原工学院 地址 451191 河南省郑州市新郑双湖经济开 发区淮河路 1 号 (72)发明人 张小立 (74)专利代理机构 郑州中原专利事务所有限公 司 41109 代理人 张绍琳 (54) 发明名称 一种使用自来水厂废水污泥制备玻璃陶瓷的 方法 (57) 摘要 本发。
2、明公开了一种使用自来水厂废水污泥制 备玻璃陶瓷的方法， 它的步骤如下 ：（1） 将烘干后 的自来水厂废水污泥与长石、 氧化铝、 氧化钙研 磨， 混合均匀， 所述废水污泥的重量占废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 10-30%， 得到混合 料 ；（2） 将混合料投入电阻炉中， 在 1400-1500 的条件下保温 2-3 小时， 熔化并水淬， 研磨后过 80-120 目筛， 得到玻璃料 ；（3）将玻璃料压制成 型， 在600-1000的条件下烧结3-4小时， 得到玻 璃陶瓷。本发明工艺简单、 原料成本低， 可获得强 度为 100-200MPa 的玻璃陶瓷材料， 适用于工业规 模。本发明。
3、可用于机械制造、 化学、 工业及建筑等 领域。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1 页 2 1. 一种使用自来水厂废水污泥制备玻璃陶瓷的方法， 其特征在于， 它的步骤如下 ： （1） 将自来水厂废水污泥烘干， 将烘干后的自来水厂废水污泥与长石、 氧化铝、 氧化钙 研磨， 研磨后过 80-120 目的筛子， 混合均匀， 所述废水污泥的重量占废水污泥、 长石、 氧化 铝、 氧化钙总重量的 10-30%， 长石、 氧化铝、 氧化钙的总重量占废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧 。
4、化钙总重量的 70-90%， 所述长石、 氧化铝、 氧化钙的重量比为 40-65 ： 1-8 ： 15-26， 得到混合 料 ； （2） 将混合料投入电阻炉中， 在 1400-1500 的条件下保温 2-3 小时， 熔化并水淬， 研 磨后过 80-120 目筛， 得到玻璃料 ； （3） 将玻璃料压制成型， 在 600-1000的条件下烧结 3-4 小时， 得到玻璃陶瓷。 2. 根据权利要求 1 所述的使用自来水厂废水污泥制备玻璃陶瓷的方法， 其特征在于 ： 所述步骤 （1） 中废水污泥的重量占废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 20%， 长石、 氧 化铝、 氧化钙的总重量占废水污泥、。
5、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 80%。 3. 根据权利要求 1 所述的使用自来水厂废水污泥制备玻璃陶瓷的方法， 其特征在于 ： 所述步骤 （1） 中长石、 氧化铝、 氧化钙的重量比为 45-50 ： 2-6 ： 15-20。 4. 根据权利要求 1 所述的使用自来水厂废水污泥制备玻璃陶瓷的方法， 其特征在于 ： 所述步骤 （1） 中自来水厂废水污泥在恒温箱中在 110-130的条件下加热 24-36 小时。 权 利 要 求 书 CN 102887642 A 2 1/3 页 3 一种使用自来水厂废水污泥制备玻璃陶瓷的方法 技术领域 0001 本发明涉及自来水厂废水污泥变废为宝， 解决污泥对。
6、环境污染的技术领域。 背景技术 0002 近年来， 由于人口的密集增长、 工业化和城市化进程的加快， 产生了大量的废物和 副产品， 如污泥、 煤灰和泥浆等， 废水污泥的处理成为一个不断增长的经济和环境的负担。 传统的污泥处理方法一般是先处理后处置， 即先进行浓缩、 调质、 脱水、 干化等处理， 然后再 进行卫生填埋、 土地利用和焚烧处置。 但这些方法都存在对环境污染的风险， 经济效益也很 低。现在已经有很多新兴的污泥处理技术得到发展， 如污泥制油、 熔化、 制陶瓷、 制造活性 炭、 湿式氧化和超临界水氧化等。这些处理技术将垃圾变废为宝， 解决了污泥处理问题， 具 有很大的经济效率， 而且对环境。
7、的污染也小， 应用前景光明。 0003 污水污泥含有大量的 Fe2O3、 P2O5， SiO2 和 ZnO， 它们是玻璃网状结构的建设者和 中间体。因此， 可把它作为一种原料来源生产玻璃陶瓷。利用污泥制陶瓷， 是近年来污泥 处理的一种新技术， 国内对此已经有了一定的研究。如以苏州河底泥替代普通粘土烧制陶 粒的研究， 已经取得初步成功并日益成熟， 目前可利用不同的污泥制成不同陶粒。然而用 污泥制瓷或微晶玻璃的研究在国内少见报道。2010 年华南理工大学利用 65wt% 抛光砖污 泥， 添加适量的氧化钙、 石英、 纯碱、 碳酸钡及氧化锌等采用颗粒烧结法可制备出表面光滑 细腻平整， 有漂亮析晶花纹，。
8、 结构致密的装饰用微晶玻璃。日本 Tsukishima Kikai 有限公 司 Hisashi Endo 等在 1991 年到 1995 年间对用污泥制陶瓷进行了基础理论研究和半工业 性试验设备的研究， 开发了将污泥转换为熔渣 （微晶玻璃） 的熔化工艺技术并将其工业化。 Syaharudin Zaibon 等人混合废水污泥和钠钙硅玻璃制微晶玻璃成功， 成品中具有玻璃相。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种利用自来水厂废水污泥制备玻璃陶瓷的方法。 0005 本发明的技术方案是 ： 一种使用自来水厂废水污泥制备玻璃陶瓷的方法， 它的步 骤如下 ： （1） 将自来水厂废水污泥烘干， 将烘干。
9、后的自来水厂废水污泥与长石、 氧化铝、 氧化钙 研磨， 研磨后过 80-120 目的筛子， 混合均匀， 所述废水污泥的重量占废水污泥、 长石、 氧化 铝、 氧化钙总重量的 10-30%， 长石、 氧化铝、 氧化钙的总重量占废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧 化钙总重量的 70-90%， 所述长石、 氧化铝、 氧化钙的重量比为 40-65 ： 1-8 ： 15-26， 得到混合 料 ； （2） 将混合料投入电阻炉中， 在 1400-1500 的条件下保温 2-3 小时， 熔化并水淬， 研 磨后过 80-120 目筛， 得到玻璃料 ； （3） 将玻璃料压制成型， 在 600-1000的条件下烧结 3。
10、-4 小时， 得到玻璃陶瓷。 0006 所述步骤 （1） 中废水污泥的重量优选占废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 20%， 长石、 氧化铝、 氧化钙的总重量优选占废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 80%。 说 明 书 CN 102887642 A 3 2/3 页 4 0007 所述步骤 （1） 中长石、 氧化铝、 氧化钙的重量比优选为 45-50 ： 2-6 ： 15-20。 0008 所述步骤 （1） 中自来水厂废水污泥在恒温箱中在 110-130的条件下加热 24-36 小时。 0009 本发明的有益效果是 ： 长石的主要组分为二氧化硅， 氧化铝为玻璃网络主要构成 。
11、物和 CaO， Na2O， K2O 作为玻璃烧结温度的调节剂。废水污泥也包含了 SiO2， Al2O3和 P2O5作 为玻璃网络的主要构成物， 同时含有的Fe2O3作为一个玻璃网络的中间体。 将自来水厂废水 污泥在恒温箱中于 120加热 24-36 小时， 干燥后和长石、 CaO 和 Al2O3混合， 进行球磨、 水 淬、 成型、 烧结， 从而把废物变成更加稳定和毒性小的材料， 获得玻璃陶瓷产品。本发明 工 艺简单、 原料成本低， 可获得强度为 100-200MPa 的玻璃陶瓷材料， 适用于工业规模。本发明 可用于机械制造、 化学、 工业及建筑等领域。 具体实施方式 0010 实施例 1 自来。
12、水厂废水污泥按重量比 10% 的比例分别和 90% 的长石和氧化钙、 氧化铝粉混合物 配料。废水污泥预先在恒温箱中于 120加热 36 小时， 烘干。以上混合料研磨均匀， 并过 100 目筛。然后球磨 24 小时。 0011 上述混合料放入氧化铝坩埚中在电阻炉中于 1400熔化并保温 3 小时。然后水 淬、 研磨后过 100 目筛。 0012 将上述玻璃料模压成型。 再移入电阻炉中于900烧结并保温3.5小时析晶， 获得 玻璃陶瓷。 0013 该玻璃陶瓷强度为 139MPa。 0014 实施例 2 自来水厂废水污泥按重量比 15% 的比例分别和 85% 的长石和氧化钙、 氧化铝粉混合物 配料。。
13、废水污泥预先在恒温箱中于 120加热 36 小时， 烘干。以上混合料研磨均匀， 并过 100 目筛。然后球磨 24 小时。 0015 上述混合料放入氧化铝坩埚中在电阻炉中于1450熔化并保温2.5小时。 然后水 淬、 研磨后过 100 目筛。 0016 将上述玻璃料模压成型。 再移入电阻炉中于900烧结并保温3小时析晶， 获得玻 璃陶瓷。 0017 该玻璃陶瓷强度为 105MPa。 0018 实施例 3 一种使用自来水厂废水污泥制备玻璃陶瓷的方法， 它的步骤如下 ： （1） 将自来水厂废水污泥在恒温箱中在 110的条件下加热 24 小时， 将烘干后的自来 水厂废水污泥与长石、 氧化铝、 氧化钙。
14、研磨， 研磨后过 80 目的筛子， 混合均匀， 所述废水污 泥的重量占废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 10%， 长石、 氧化铝、 氧化钙的总重量占 废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 90%， 所述长石、 氧化铝、 氧化钙的重量比为 65 ： 1 ： 26， 得到混合料 ； （2） 将混合料投入电阻炉中， 在1400 的条件下保温2小时， 熔化并水淬， 研磨后过80 目筛， 得到玻璃料 ； 说 明 书 CN 102887642 A 4 3/3 页 5 （3） 将玻璃料压制成型， 在 600的条件下烧结 3 小时， 得到玻璃陶瓷。 0019 实施例 4 一种使用自来水厂废。
15、水污泥制备玻璃陶瓷的方法， 它的步骤如下 ： （1） 将自来水厂废水污泥在恒温箱中在 130的条件下加热 36 小时， 将烘干后的自来 水厂废水污泥与长石、 氧化铝、 氧化钙研磨， 研磨后过 120 目的筛子， 混合均匀， 所述废水污 泥的重量占废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 30%， 长石、 氧化铝、 氧化钙的总重量占 废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 70%， 所述长石、 氧化铝、 氧化钙的重量比为 40 ： 1 ： 26， 得到混合料 ； （2） 将混合料投入电阻炉中， 在 1500 的条件下保温 3 小时， 熔化并水淬， 研磨后过 120 目筛， 得到玻璃料 。
16、； （3） 将玻璃料压制成型， 在 1000的条件下烧结 4 小时， 得到玻璃陶瓷。 0020 实施例 5 一种使用自来水厂废水污泥制备玻璃陶瓷的方法， 它的步骤如下 ： （1） 将自来水厂废水污泥在恒温箱中在 110-130的条件下加热 24-36 小时， 将烘干后 的自来水厂废水污泥与长石、 氧化铝、 氧化钙研磨， 研磨后过 100 目的筛子， 混合均匀， 所述 废水污泥的重量占废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 20%， 长石、 氧化铝、 氧化钙的总 重量占废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 80%， 所述长石、 氧化铝、 氧化钙的重量比为 50 ： 4 ： 26， 。
17、得到混合料 ； （2） 将混合料投入电阻炉中， 在 1450 的条件下保温 3 小时， 熔化并水淬， 研磨后过 1000 目筛， 得到玻璃料 ； （3） 将玻璃料压制成型， 在 800的条件下烧结 4 小时， 得到玻璃陶瓷。 0021 实施例 6 一种使用自来水厂废水污泥制备玻璃陶瓷的方法， 它的步骤如下 ： （1） 将自来水厂废水污泥在恒温箱中在 110-130的条件下加热 24-36 小时， 将烘干后 的自来水厂废水污泥与长石、 氧化铝、 氧化钙研磨， 研磨后过 80-120 目的筛子， 混合均匀， 所述废水污泥的重量占废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 10-30%， 长石、 氧化铝、 氧 化钙的总重量占废水污泥、 长石、 氧化铝、 氧化钙总重量的 70-90%， 所述长石、 氧化铝、 氧化 钙的重量比为 40-65 ： 1-8 ： 15-26， 得到混合料 ； （2） 将混合料投入电阻炉中， 在 1400-1500 的条件下保温 2-3 小时， 熔化并水淬， 研 磨后过 80-120 目筛， 得到玻璃料 ； （3） 将玻璃料压制成型， 在 600-1000的条件下烧结 3-4 小时， 得到玻璃陶瓷。 说 明 书 CN 102887642 A 5 。