一种淤泥烧结节能砖的制备方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102219541 A (43)申请公布日 2011.10.19 CN 102219541 A *CN102219541A* (21)申请号 201110096939.9 (22)申请日 2011.04.18 C04B 38/00(2006.01) (71)申请人 宁波荣山新型材料有限公司 地址 315103 浙江省宁波市翔云路 100 号科 贸中心东塔楼 12 楼 (72)发明人 王智宇 翁晶晶 屠浩驰 李陆宝 施卫平 袁炎良 阮华 王小山 (74)专利代理机构 上海泰能知识产权代理事务 所 31233 代理人 宋缨 孙健 (54) 发明名称 一种淤泥烧结节能砖的制。

2、备方法 (57) 摘要 本发明涉及一种淤泥烧结节能砖的制备方 法， 包括 ： (1) 将硼酸按质量比 1 20 30 加入 到水玻璃中搅拌混合均匀， 加热至 60 80进 行 0.5 4h 的保温热处理得 Na2O-B2O3-SiO2系溶 胶先驱液， 再加水混合， 得 Na2O-B2O3-SiO2三元溶 胶 ； (2) 将上述三元溶胶加入到淤泥中搅拌并静 置， 再将混合有稀释液的淤泥烧结即得。 本发明所 引入的 Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶在烧结过程中形 成多孔、 大比表面积的气凝胶， 从而使淤泥烧结节 能砖中有机气体的逸出可以得到有效控制， 逸出 总量降低 97.8； 本发明简便易行。

3、， 适合于工业化 生产， 具有良好的应用前景。 (51)Int.Cl. (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 附图 1 页 CN 102219550 A1/1 页 2 1. 一种淤泥烧结节能砖的制备方法， 包括 ： (1) 将硼酸按质量比 1 20 30 加入到水玻璃中搅拌混合均匀， 加热至 60 80 进行0.54h的保温热处理得Na2O-B2O3-SiO2系溶胶先驱液， 再加水混合， 得Na2O-B2O3-SiO2 三元溶胶 ； (2) 将上述三元溶胶加入到淤泥中搅拌并静置 6 24 小时， 再将淤泥烧结即得。 2.根据权利要求1所。

4、述的一种淤泥烧结节能砖的制备方法， 其特征在于 ： 所述步骤(1) 中加入水的质量为 Na2O-B2O3-SiO2系溶胶先驱液 5 20 倍。 3.根据权利要求1所述的一种淤泥烧结节能砖的制备方法， 其特征在于 ： 所述步骤(2) 中三元溶胶的加入量为淤泥质量的 5 20。 权 利 要 求 书 CN 102219541 A CN 102219550 A1/3 页 3 一种淤泥烧结节能砖的制备方法 技术领域 0001 本发明属于节能砖的制备领域， 特别涉及一种淤泥烧结节能砖的制备方法。 背景技术 0002 江河湖泊淤泥的严淤积会导致行洪调蓄能力下降、 抗旱能力降低、 水环境恶化、 航 运萎缩等，。

5、 危害到当地的环境和谐、 社会安全和经济增长。多年研究探索的结果让人们发 现， 解决淤泥问题的好办法就是将其建材化利用， 但由于淤泥本身含有一定的有机质， 同时 在轻质节能砖配料过程中， 如聚苯颗粒、 木屑及作物秸秆等成孔物质的加入， 在轻质节能砖 烧结过程中会导致有机气体的产生， 这将对环境造成巨大的压力。随着淤泥建材化利用的 经济效益和社会效益越来越被人们接受， 淤泥制备的烧结节能砖也开始代替被禁止的粘土 砖进入建材市场。 对于淤泥建材化利用带来的环境污染问题， 越来越得到企业、 政府和市场 的高度重视， 解决淤泥节能砖烧结过程中有机气体逸出的环境问题， 势在必行。 0003 河道淤泥虽大。

6、多数含量是以无机质形式存在， 但是仍含有少数的有机质， 特别是 生产烧结节能砖的过程中， 由于其它的有机物质的引入， 使得其烟气产物中有机气体逸出 成为社会不得不关注的问题。 但是， 现在国内并未有对这方面引起足够的重视， 更没有在生 产过程中有意识地去控制和改善。 发明内容 0004 本发明所要解决的技术问题是提供一种淤泥烧结节能砖的制备方法， 该方法简便 易行， 适合于工业化生产 ； 经过处理后的淤泥烧结节能砖中有机气体的逸出可以得到有效 控制， 逸出总量降低 97.8， 具有良好的应用前景。 0005 本发明的一种淤泥烧结节能砖的制备方法， 包括 ： 0006 (1) 将硼酸按质量比 1。

7、 20 30 加入到水玻璃中搅拌混合均匀， 加热至 60 80进行 0.5 4h 的保温热处理得 Na2O-B2O3-SiO2系溶胶先驱液， 再加水混合， 得 Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶 ； 0007 (2) 将上述三元溶胶加入到淤泥中搅拌并静置 6 24 小时， 再将淤泥烧结即得。 0008 所述步骤 (1) 中加入水的质量为 Na2O-B2O3-SiO2系溶胶先驱液 5 20 倍。 0009 所述步骤 (2) 中三元溶胶的加入量为淤泥质量的 5 20。 0010 本发明的 Na2O-B2O3-SiO2系溶胶固化粘结剂是经过溶解过程、 熟化热处理过程以 及水解缩聚过程制得。 先将硼。

8、酸加入到水玻璃中溶解并搅拌混合均匀。 这是一个溶解过程， 与水玻璃原液相比所得液体无明显变化。然后将其加热到 60 80， 并在该温度下进行 0.5 4h 的保温热处理， 此时得到的是 Na2O-B2O3-SiO2系溶胶先驱液。这是一个发生了化 学反应的过程， 其主要现象是无色透明液体变浑浊了， 变粘稠了。最后将 Na2O-B2O3-SiO2系 溶胶先驱液加水搅拌， 进行水解缩聚形成一种富含多硼酸盐、 多硅酸盐及硅酸胶体纳米粒 子的 Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶。所得的 Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶与其先驱液相比变澄清了。 0011 淤泥烧结节能砖逸出的有机气体为萘、 芴、 蒽。

9、、 菲、 芘等 16 种典型多环芳香烃。 说 明 书 CN 102219541 A CN 102219550 A2/3 页 4 0012 有益效果 0013 (1) 本发明所引入的 Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶在烧结过程中形成多孔、 大比表面 积的气凝胶， 从而使淤泥烧结节能砖中有机气体的逸出可以得到有效控制， 逸出总量降低 97.8 ； 0014 (2) 本发明简便易行， 适合于工业化生产， 具有良好的应用前景。 附图说明 0015 图1为烟气样品的采样装置所用管式炉系统简图 ； 其中， 1为孟氏洗气瓶， 2为热电 偶， 3 为管式炉， 4 为瓷舟， 5 为石英管， 6 为空气瓶， 。

10、7 为流量计， 8 为温控装置。 具体实施方式 0016 下面结合具体实施例， 进一步阐述本发明。 应理解， 这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。 此外应理解， 在阅读了本发明讲授的内容之后， 本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改， 这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。 0017 实施例 1 0018 本发明中淤泥烧结节能砖的主要掺合料的重量配比为 ： 0019 经过风干后的河道淤泥 ( 过 1mm 筛 )2kg ； 聚苯颗粒 40g。 0020 先将 1g 硼酸加入到 30g 水玻璃中溶解并搅拌混合均匀， 然后将其加热到 60， 并在该温度下进行。

11、 4h 的保温热处理， 得到 Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶先驱液 ； 最后将 Na2O-B2O3-SiO2系溶胶先驱液加入 300g 水搅拌， 进行水解缩聚得到 331g Na2O-B2O3-SiO2三 元溶胶。 0021 处理步骤 ： 淤泥取回后进行除杂、 陈化等处理后， 称取 2000g 淤泥， 40g 聚苯颗粒， 平均分成两组。其中一组加入 200g Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶， 此时 Na2O-B2O3-SiO2三元溶 胶加入量为淤泥质量的 20； 另一组加入相同量的水， 分别放入水泥胶砂搅拌机中混匀 ； 混 合均匀后困料 6 小时， 后用 40mm40mm160mm。

12、 三联模具手工压制成型， 在室温下晾置， 脱 模后放入恒温干燥箱， 在110下干燥24小时， 再放入图1所示的80mm的管式炉中焙烧， 烧结最高温度为 800， 保温 1 小时后随炉冷却， 管式炉的一端通入空气， 另一端则用 80ml 丙酮 / 正己烷 (v/v 1 1) 吸收实验过程中生成的烟气产物， 经过旋转蒸发， SPE 富集净 化后， 用气相色谱质谱联用 GC/MS 检测烟气产物中的多环芳香烃的生成情况。 0022 处理结果 ： 未加钠硼硅三元溶胶处理剂的淤泥砖中明显有多环芳香烃产物的生 成， 其生成总量为 25.4mg/kg ； 加入钠硼硅三元溶胶处理剂处理后， 淤泥烧结节能砖中有机。

13、 气体的逸出可以得到完全控制， 多环芳香烃产物生成总量为 1.0mg/kg。有机气体逸出总量 降低了 96.1 . 0023 实施例 2 0024 本发明中淤泥烧结节能砖的主要掺合料的重量配比为 ： 0025 经过风干后的河道淤泥 ( 过 1mm 筛 )2000g ； 木屑 40g。 0026 先将 1g 硼酸加入到 22g 水玻璃中溶解并搅拌混合均匀， 然后将其加热到 80， 并在该温度下进行 0.5h 的保温热处理， 得到 Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶先驱液 ； 最后将 说 明 书 CN 102219541 A CN 102219550 A3/3 页 5 Na2O-B2O3-SiO。

14、2系溶胶先驱液加入 200g 水搅拌， 进行水解缩聚得到 221g Na2O-B2O3-SiO2三 元溶胶。 0027 处理步骤 ： 淤泥取回后进行除杂、 陈化等处理后， 称取 2000g 淤泥， 40g 木屑， 平均 分成两组。其中一组加入 150g Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶， 此时 Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶加 入量为淤泥质量的 15； 另一组加入相同量的水， 分别放入水泥胶砂搅拌机中混匀 ； 混合均 匀后困料12小时， 后用40mm40mm160mm三联模具手工压制成型， 在室温下晾置， 脱模后 放入恒温干燥箱， 在 110下干燥 24 小时， 再放入 80mm 的。

15、管式炉中焙烧， 烧结最高温度 为 800， 保温 1 小时后随炉冷却， 管式炉的一端通入空气， 另一端则用 80ml 丙酮 / 正己烷 (v/v 1 1) 吸收实验过程中生成的烟气产物， 经过旋转蒸发， SPE 富集净化后， 用气相色 谱质谱联用 GC/MS 检测烟气产物中的多环芳香烃的生成情况。 0028 处理结果 ： 未加钠硼硅三元溶胶处理剂的淤泥砖中明显有多环芳香烃产物的生 成， 其生成总量为 23.7mg/kg ； 加入钠硼硅三元溶胶处理剂处理后， 淤泥烧结节能砖中有机 气体的逸出可以得到完全控制， 多环芳香烃产物生成总量为 0.6mg/kg。有机气体逸出总量 降低了 97.5。 00。

16、29 实施例 3 0030 本发明中淤泥烧结节能砖的主要掺合料的重量配比为 ： 0031 经过风干后的河道淤泥 ( 过 1mm 筛 )2000g ； 作物秸秆 40g。 0032 先将 1g 硼酸加入到 25g 水玻璃中溶解并搅拌混合均匀， 然后将其加热到 70， 并在该温度下进行 1h 的保温热处理， 得到 Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶先驱液 ； 最后将 Na2O-B2O3-SiO2系溶胶先驱液加入 150g 水搅拌， 进行水解缩聚得到 176g Na2O-B2O3-SiO2三 元溶胶。 0033 处理步骤 ： 淤泥取回后进行除杂、 陈化等处理后， 称取 2000g 淤泥， 40g 。

17、作物秸秆， 平均分成两组。其中一组加入 80g Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶， 此时 Na2O-B2O3-SiO2三元溶胶 加入量为淤泥质量的 8 ； 另一组加入相同量的水， 分别放入水泥胶砂搅拌机中混匀 ； 混合 均匀后困料18小时， 后用40mm40mm160mm三联模具手工压制成型， 在室温下晾置， 脱模 后放入恒温干燥箱， 在110下干燥24小时， 再放入80mm的管式炉中焙烧， 烧结最高温度 为 800， 保温 1 小时后随炉冷却， 管式炉的一端通入空气， 另一端则用 80ml 丙酮 / 正己烷 (v/v 1 1) 吸收实验过程中生成的烟气产物， 经过旋转蒸发， SPE 富集净化后， 用气相色 谱质谱联用 GC/MS 检测烟气产物中的多环芳香烃的生成情况。 0034 处理结果 ： 未加钠硼硅三元溶胶处理剂的淤泥砖中明显有多环芳香烃产物的生 成， 其生成总量为 22.3mg/kg ； 加入钠硼硅三元溶胶处理剂处理后， 淤泥烧结节能砖中有机 气体的逸出可以得到完全控制， 多环芳香烃产物生成总量为 0.5mg/kg。有机气体逸出总量 降低了 97.8。 说 明 书 CN 102219541 A CN 102219550 A1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102219541 A 。