CN101234882B - 一种利用油田污泥制成的地面砖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种地面砖及其生产方法，特别涉及一种利用油田污泥制成的地面砖及其生产方法。该地面砖，其基体材料主要是由如下重量配比的原料组成，油田污泥：50-70％，河沙：10-25％，磷铝酸盐水泥：15-25％，固化剂：3-5％；所述的固化剂含有下述重量配比的原料：氧化镁：20％-30％，氯化钙：20％-30％，石膏：20％-30％，石灰：20％-30％。本发明的地面砖具有强度高，吸水率低，成本低，无污染，达到生态环保要求，解决了油田污泥的污染和排放问题。

Description

一种利用油田污泥制成的地面砖
技术领域
本发明涉及一种地面砖及其生产方法，特别涉及一种利用油田污泥制成的地面砖及其生产方法。
背景技术
在采油过程中，会产生大量的油井污泥，而这些众多的油井泥浆中一般都含有大量的重金属、油类、碱和化学物(包括有机物)等对人、畜和环境极为有害的物质。泥浆用后废弃时若不经过处理，这些物质将会严重污染环境，危害人们的生命和身体健康，影响动植物的生长和发育。含油污泥的处理与应用是含油污水处理过程中较难解决的问题。
在含油污泥的综合利用方面，主要的利用方向是建筑材料的研究，即考虑以油田污泥为主要原料，采用一定的工艺生产生态建筑材料，一方面使油田污泥成为资源再利用，变废为宝、为社会创造一定的价值。另一方面固化油田污泥中的有毒物质，防止油田污泥的污染，保护生态环境，防止污染地下水和危害人身安全，符合国家国策和产业化政策。
目前，我国比较适合于利用固化技术来对油田污泥进行处理。但现有的技术，一方面固化强度达不到建筑砖的要求，另一方面是达不到生态建材的要求，其含碱度、毒性测试、放射性测试不符合建材标准。
如中国专利03139052.8，公开了一种利用油田污泥制成的地面砖及其生产方法，主要采取油田污泥加入一定量的水泥、无机原料，以提高其强度、降低有害物质的浸出。但其加入的原料较多，成本较高，不利于推广。
发明内容
本发明为了克服以上不足，提供了利用油田污泥制成的强度高，达到生态环保要求，成本低的地面砖。
本发明是通过以下措施来实现的：
本发明公开了一种利用油田污泥制成的地面砖，其基体材料主要是由如下重量配比的原料组成，
油田污泥：    50-70％
河沙：        10-25％
磷铝酸盐水泥：15-25％
固化剂：      3-5％
所述的固化剂含有下述重量配比的原料：
氧化镁：20％-30％  氯化钙：20％-30％
石膏：20％-30％    石灰：20％-30％。
上述本发明的地面砖，所述基体材料的原料的最佳配比为：
油田污泥：    60-70％
河沙：        10-20％
磷铝酸盐水泥：15-25％
固化剂：      3-5％。
上述本发明的地面砖，所述的磷铝酸盐水泥是由三元磷铝酸钙固溶体、铝酸钙固溶体和磷酸钙固溶体相以及适量的玻璃体组成，主要矿物成分含量为(w/％)：
三元磷铝酸钙固溶体    20-70
铝酸钙固溶体相        10-60
磷酸钙固溶体相        10-60
玻璃体                0-15。
本发明的地面砖的生产方法，依次按以下步骤进行，
a)将混合好的彩面浆体注入模具内1-2cm厚，放置半小时；
b)将上述配比的油田污泥、河沙、磷铝酸盐水泥、固化剂混合均匀，注入上述的模具内，在振动台上振动至浆体密实，把基体表面抹平，养护1-2天脱模。
本发明采用的磷铝酸盐水泥，为中国专利CN1498870所述的***胶凝材料，水泥熟料中形成一种三元磷铝酸钙固溶体晶相(现命名为LHSS相)，LHSS相的晶体结构属于等轴(立方)晶系，其X-射线衍射三个主要的衍射花样为d＝0.3723-0.3754nm，0.2629-0.2650nm和0.2147-0.2160nm，其主要化学成分含量为：CaO·(1-X-Y)Al2O3·XSiO2·YP2O5，X＝0.146-0.206，Y＝0.048-0.081。
从化学的角度，半径小、呈现两性的阳离子化合物可以具有良好的水化、硬化性能；从结晶化学角度考虑，晶体结构中的[PO4]对[SiO4]和[AlO4]，以及[AlO6]与[MgO6]等之间的互置换度高，又因[PO4]结构基团中P＝O双键，使磷铝酸盐水泥矿物具有很高的水化活性并有利于磷铝酸盐水泥与硅酸盐水泥的复合。
本发明人偶然地发现，磷铝酸盐水泥材料中大量存在的磷元素，可以很好地与重金属等有害物质相结合，形成稳定的大分子基团，防止重金属的外浸。同时，在形成大分子基团的同时，可以将油田污泥与磷铝酸盐水泥材料固结为一体，进一步提高地面砖的强度。
另一方面，本发明加入一定量的固化剂，可以将的磷铝酸盐水泥材料与油田污泥之间孔隙充填，以提高其强度，降低吸水率。
综上所述，本发明的地面砖具有强度高，吸水率低，成本低，无污染，达到生态环保要求，解决了油田污泥的污染和排放问题。
具体实施方式
1.实施例1
本实施例的原料配比为胜利油田仙河采油厂的油田污泥50％、河沙20％、磷铝酸盐水泥25％、固化剂5％。
其中，固化剂是由以下重量配比的原料混合而成：
氧化镁：25％，氯化钙：25％，石膏：25％，石灰：25％。
其中，所述的磷铝酸盐水泥是由45％(w/％)三元磷铝酸钙固溶体、25％(w/％)铝酸钙固溶体、25％(w/％)磷酸钙固溶体相和5％(w/％)玻璃体组成。
生产方法为：
c)彩面使用彩色水泥，和白色碎石按照1∶2.5的比例充分混合，按照水灰比为0.5加水搅拌均匀，制成浆体；将浆体注入模具内1-2cm厚，放置半小时；
d)将上述配比的油田污泥、河沙、磷铝酸盐水泥、固化剂混合均匀，注入上述的模具内，在振动台上振动至浆体密实，把基体表面抹平，养护1-2天脱模。
养护至一定龄期的本发明的面花砖，按照国家有关标准规定的试验方法，测试其28天抗压强度、容重、吸水率、毒性和放射性进行了测试，结果如表1：
表1
  性能   容重(g/cm<sup>3</sup>)   吸水率(％)  抗压强度(Mpa)   浸泡次数   CODcr(mg/L)   PH值   Cr<sup>2+</sup>pb<sup>2+</sup>Zn<sup>2+</sup>   辐射剂量率(ūSV/h)
  测试结果   2.18   5.89  33.54   1234   2.151.140.430.35   8766   未测出   0.10
参照水泥花砖的国家标准，从表中可以看出，
本发明的地面砖，各项技术指标均大大地高于国家的有关标准。
2.实施例2
本实施例的原料配比为胜利油田河口采油厂的油田污泥62％、河沙17％、磷铝酸盐水泥18％、固化剂3％。
其中，固化剂是由以下重量配比的原料混合而成：
氧化镁：30％，氯化钙：20％，石膏：30％，石灰：20％。
其中，所述的磷铝酸盐水泥和制备方法，同实施例1。
养护至一定龄期的本发明的面花砖，按照国家有关标准规定的试验方法，测试其28天抗压强度、容重、吸水率、毒性和放射性进行了测试，结果如表2：
表2
  性能   容重(g/cm<sup>3</sup>)   吸水率(％)  抗压强度(Mpa)   浸泡次数   CODcr(mg/L)   PH值   Cr<sup>2+</sup>pb<sup>2+</sup>Zn<sup>2+</sup>   辐射剂量率(ūSV/h)
  测试结果   2.24   5.67  34.54   1234   2.011.240.450.33   8766   未测出   0.09
参照水泥花砖的国家标准，从表中可以看出，
本发明的地面砖，各项技术指标均大大地高于国家的有关标准。

Claims (3)

1.一种利用油田污泥制成的地面砖，其特征在于：所述地面砖的基体材料主要是由如下重量配比的原料组成，
油田污泥：    50-70％；
河沙：        10-25％；
磷铝酸盐水泥：15-25％；
固化剂：      3-5％；
所述的固化剂含有下述重量配比的原料：
氧化镁：20％-30％；氯化钙：20％-30％；
石膏：  20％-30％；石灰：  20％-30％。
2.根据权利要求1所述的地面砖，其特征在于：所述原料的重量配比为：
油田污泥：    60-70％；
河沙：        10-20％；
磷铝酸盐水泥：15-25％；
固化剂：      3-5％。
3.根据权利要求1或2所述的地面砖，其特征在于：所述的磷铝酸盐水泥是由三元磷铝酸钙固溶体相、铝酸钙固溶体相和磷酸钙固溶体相以及适量的玻璃体组成，主要矿物成分含量为(wt％)：
三元磷铝酸钙固溶体相  20-70；
铝酸钙固溶体相        10-60；
磷酸钙固溶体相        10-60；
玻璃体                0-15。
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