利用污水厂污泥配料煅烧水泥熟料研究

第29卷第11期2007年11月武汉理工大学学报JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.29No.11Nov.2007利用污水厂污泥配料煅烧水泥熟料研究杨力远,杨俊,马军涛(郑州大学材料科学与工程学院,郑州450001)摘要:通过生料易烧性试验、水泥熟料矿物岩相分析、XRD、SEM、水泥胶砂强度试验等,对利用污水厂污泥代替部分粘土配料煅烧硅酸盐水泥熟料的过程,并对制备熟料的微观特征进行了研究。结果表明:污水厂污泥代替部分粘土烧制的水泥熟料,其矿物结构与常规的硅酸盐水泥熟料完全相同,且由污泥配料煅烧的熟料烧成温度有降低的趋势;其水泥水化和凝结、硬化过程与常规硅酸盐水泥完全相同;其水化产物结构与常规硅酸盐水泥完全相同;水泥胶砂强度达到50.0MPa。关键词:污水厂污泥;硅酸盐水泥熟料;矿物;水化产物;强度中图分类号:TQ172.9文献标志码:A文章编号:1671-4431(2007)11-0011-03ResearchonthePreparationofCementClinkerUtilizingtheSludgeofSewageTreatmentPlantsYANGLi-yuan,YANGJun,MAJun-tao(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China)Abstract:Basedontheexperimentsofsinteringcharactersofbatches,lithofaciesanalysisofclinkers,X-raydiffractionanal-ysis,scanningelectronmicroscopeandmortarstrength,theprocessofthepreparationofcementclinkerutilizingpartialsludgeinsewagetreatmentplantwasprobed.Accordingtotheresultsofexperiments,thefollowingconclusionscouldbeobtained.1)ThemicrostructureofclinkercontainingsludgeinthebatchwassimilartonormalPortlandcement;2)Areducingtrendoffor-mationtemperatureofmainmineralinclinkercontainingthesludgeinthebatchwasfound;3)Thesimilarityofhydration,co-agulationandmaturingprocesstogetherwiththehydrationproductsbetweenthenormalPortlandclinkerandourpreparedclinkerwerefound;4)Thecompressionstrength,50.0MPa,couldbeobtainedafter28daysofhydrationofthepreparedmor-tarutilizingourpreparedclinker.Keywords:sludge;clinker;minerals;hydrationproducts;mortarstrength收稿日期:2007-05-29.基金项目:“十一五”科技支撑计划重大项目(2006DAF02A24).作者简介:杨力远(1964-),男,副教授.E-mail:yangly@zzu.edu.cn污水厂污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。目前对污水厂污泥的处理大多数采用掩埋的方法,极易造成二次污染。有文献表明[1],利用污水厂污泥配料煅烧水泥熟料是近年来在国际上逐步得到肯定的一种资源化无害化利用城市污泥的新方法。有学者认为[2],在水泥窑高温下,污泥中无论是有机物或者是无机物都会被裂解煅烧成无害的化合物,避免了低温处理时产生有毒废气或废渣的可能性。也有研究认为,污泥中的杂质对水泥熟料煅烧过程有一定的促进作用[3]。1实验1.1原料及处理所进行的研究中,石灰石、粘土、煤全部来自水泥厂,污泥来自城市污水处理厂。实验原料化学全分析见表1,煤的工业分析见表2,所用污泥化学全分析见表3。石灰石及粘土分别干燥、破碎,在球磨机内粉磨到一定的细度;煤粉在950℃的电炉中完全燃烧成煤灰,然后过0.080mm筛;污泥自排放口取样后,依次进行除臭、干燥、除铁,然后粉磨到一定的细度。表1实验原料化学全分析w/%名称烧失量SiO2Al2O3F