CN1072915A - 用生活垃圾制砖的方法 - Google Patents

Abstract

用生活垃圾制砖的方法，以粘土、生活垃圾和煤 灰为原料，其重量比为粘土55—75份，生活垃圾20 —40份，煤灰5份。生活垃圾经预处理后，其颗粒尺 寸不大于3毫米。烧结温度为850℃～930℃。本发 明可大量彻底地处理垃圾，变废为利，投资少，成本 低。制砖温度低、节能、节约土地，砖体比普通砖轻 250～300克，抗压抗折强度达150号。

Description

本发明属于制砖的方法。

在本发明作出以前，传统的制砖方法是用粘土通过堆揉、打坯、风干，最后在砖窑中于950℃～1030℃烧结成成品。现代的成品砖多为红色，根据国家GB5101-85标准，普通砖长240mm，宽115mm，高53mm，其抗压、抗折力学强度必须达到四级三等，即200号和150号为特等砖，100号为一等砖，75号为二等砖。现有制砖法温度高，耗能大;消耗大量粘土，吞食耕地;成品砖一般重2600克。

城市生活垃圾近年已成为困扰世界的社会问题。据报道，发达国家每人每年要产生垃圾30吨，发展中国家每人每年要产生垃圾1吨，全球每年新增垃圾100亿吨。美国的垃圾占地1.2万平方公里，日本在东京湾有233公顷垃圾山。我国北京日产生活垃圾9000吨，上海日产8000吨，西南某市日产垃圾1342吨。人们为处理垃圾大伤脑筋。

目前国外的垃圾处理方法有：填埋法、焚烧法、堆肥法、热解法、蚯蚓分解法，国内现在主要采用堆肥、焚烧和填埋三种方式。上海安亭有日处理300吨的大型机械化垃圾堆肥处理场。西南某市最大的一个垃圾堆肥场总占地124.42亩。尽管垃圾堆肥处理近年有所发展，产生了高温堆肥技术、垃圾处理仓，垃圾生产沼气技术等，但此法正在被淘汰。西南某市的特种垃圾焚烧场，采用连续逆流式干燥筒焚烧，每日仅能处理垃圾5吨，远不能满足需要。台湾松圣工业股份有限公司及台湾中明国际股份有限公司采用MSK固化剂和SST安定剂将生活垃圾制造成各种建筑材料和免烧砖，是垃圾处理的新发展。

总的说来，现有垃圾处理方法具有如下缺点：1.消极处理、处理不彻底，处理后仍有二次污染问题;2.投资大，成本高;3.占地宽，侵蚀农田;4.或是处理量小，远远不能满足城市生活垃圾大量增长的需要。

针对现有制砖及垃圾处理技术的上述不足之处，本发明提一种既能制砖又能处理城市生活垃圾的新方法，旨在降低制砖温度、节约能源;减轻砖体重量，实现墙体改革;减少制砖用粘土，保护耕地。同时使之能大量彻底地处理垃圾，处理后不产生二次污染，以减少城市环境污染，保护农业生态环境;并且，垃圾处理中，投资小，成本低。

本发明的目的是通过下述方案实现的。用生活垃圾制砖的方法，包括备料、制坯和烧结三个主要步骤，备料中以粘土、生活垃圾和煤灰为制砖原料，其原料配料重量比为：粘土55～75份、生活垃圾20～40份，煤灰5份。所用生活垃圾的颗粒尺寸要求等于或小于3毫米，不得大于3毫米。制坯中所用对滚机的密度应等于或小于10毫米，不得大于10毫米，螺旋机的机嘴长度应在常规长度上加长10公分。烧结温度为850℃～930℃，比现有烧砖温度低100℃;烧结时间为5～6小时。

具体操作及其原理详述如下。

1.备料：将生活垃圾用孔径为6mm的粗筛过筛，未过筛的粗垃圾经机械粉碎后再次过筛。将过筛的垃圾粉碎后又用孔径为3mm的竖筛继续过筛，未过筛的经机械粉碎后再次过筛。将过3mm孔径筛的生活垃圾，按本发明原料配料重量比与预先堆放过20天以上的粘土原泥及煤灰（工业锅炉燃烧过的粉煤灰）混匀。

2.制坯：将前步垃圾混合原料，酌情拌入约20%的水份，通过对滚机挤压后，用搅拌机搅拌揉和均匀，最后通过螺旋机挤出形成垃圾砖泥坯。操作中应按本发明要求调整好对滚机的密度和螺旋机的机嘴长度，以使原料混合挤压、充分、坯体具有一定的密度和强度。

3.烧结：将经自然风干7-20天垃圾砖泥坯，按常规堆放入砖窑，加热升温850℃-930℃，保持温度5～6小时。然后让其自然降温。3天后出窑即为垃圾砖成品。烧结温度低于850℃，砖坯烧不过心;高于930℃，砖坯会被烧焦。

据分析，城市生活垃圾中，灰渣占70-80%，砖瓦8.8-12.6%，塑料0.7-1.6%，木料3.3-7.4%，棉织物0.8-2.2%，玻璃0.7-1.3%，陶瓷0.3-0.8%，金属0.8-1.9%，骨头0.4-0.8%。其化学组成为，SiO₂44.14%，Fe₂O₃8.17%，Al₂O₃14.74%，CaO4.73%，MgO1.94%，烧失物20.87%。而粘土制砖中，要求粘土中SiO₂的含量不得低于50%;烧失物不得高于15%。生活垃圾的SiO₂及烧失物含量均接近标准粘土指标，垃圾的其余化学组成均在粘土指标之内。因而，城市生活垃圾在理论上完全具有构成制砖原料的可能性。此外，据测算，每公斤生活垃圾可产热量300多千卡，再加上一定比例的煤灰，在烧结中可在砖坯中产生内热，不仅使得坯体内外烧结均匀，而且可降低烧结温度，保证低能耗的实现。

实施例1：

粘土预先堆放20天。城市生活垃圾过6mm孔径粗筛，未经过粗筛的粗垃圾通过粉煤机机械粉碎后再次过筛，通过粗筛的垃圾经粉煤机机械粉碎后又过3mm孔径细筛，从而制得颗粒尺寸等于或小于3mm的匀粒垃圾。这时的粘土含略含水10%，垃圾约含水5%。

取上述粘土75公斤，匀粒垃圾20公斤，发电厂煤灰5公斤，混匀、放入对滚机挤压，对滚机密度调整为10毫米，使其挤压更充分。挤压遍后，将垃圾泥放入搅拌机搅拌。搅拌后，将垃圾泥放入机嘴加长10公分的螺旋机中挤出成252mm×122mm×56mm的标准尺寸的垃圾砖坯。共得砖坯约4500块。螺旋机机嘴加长10公分的目的是增加压力，提高砖坯的密度和强度。

上述垃圾砖坯自然风干7天后、装窑烧结。在转烧砖窑中，装窑后第三天窑中温度升到最高温度930℃。维持930℃6个小时，然后停止烧结，逐渐降温。到装窑后第六天即可出窑。

本实施例中的垃圾砖含城市生活垃圾20%，单块垃圾砖重2400多克，外观和普通粘土砖相近。按国家GB5101-85标准检测，其抗压、抗折强度为150号。成品砖尺寸为240mm×115mm×53mm。单块砖重2350克。

实施例2：

备料中，粘土和垃圾的预处理过程与实施例1相同。不同的是，在本实施例中，取粘土65公斤，匀粒垃圾30公斤，煤灰5公斤，混匀。

制坯中，挤压、搅拌和成坯，操作方法同实施例1。约得252mm×122mm×56mm砖坯5500块。所得砖坯在坯场自然风干，直到第7天，干至失水80%，即装窑烧结。烧结温度890℃，烧结时间和过程同实施例1。成品检测达到GB5101-85标准抗压抗折强度150号。成品砖尺寸符合标准。砖重2325克。

实施例3：

备料中，粘土和垃圾的预处理过程和实施例1相同，不同的是，在本实施例中，取粘土55公斤，匀粒垃圾40公斤，煤灰5公斤、混匀。

制坯中，挤压、搅拌和成坯，操作过程与实施例1相同，约得252mm×122mm×56mm的砖坯1050块。所得砖坯大面、条面、顶面均光滑均匀，和普通粘土砖一致。砖坯在坯场自然风干7天，干至失水80%，即装窑烧结。烧结温度850℃，烧结时间5小时，烧结过程同实施例1相同。成品检测，达到GB5101-85标准抗压抗折强度150号，成品砖尺寸符合国家标准，即240mm×115mm×53mm。重2300克。

本发明三个实施例中所使用的机械型号和功率为：90型粉煤机，40千瓦;800型对滚机、40千瓦;2500型搅拌机3千瓦;450型螺旋机（砖机），75千瓦。

本发明具有如下特点：

1.由于备料中，生活垃圾经粉碎过筛的预处理，用于和粘土混合的垃圾为尺寸不大于3mm的匀粒垃圾颗粒，因而，保证了垃圾在砖坯中的均匀分布，从而保证了垃圾砖的质量，并为能够在粘土中多混合生活垃圾创造了条件。致使本发明生活垃圾的掺入量高达20%～40%。由于对滚机密度调小，螺旋机机嘴加长，所得垃圾砖的抗压抗折强度均能达到GB5101-85标准150号。

2.本发明能大量处理生活垃圾，处理彻底，不产生二次污染，处理中投资少，成本低，变废为利，不仅能减少大量城市生活垃圾侵占耕地，保护城市环境，而且还能利用垃圾造福人类，成为处理生活垃圾的理想途径。

3.由于生活垃圾本身含有较高热量，生活垃圾在砖坯中烧结，会在坯体中产生内热，因而，垃圾砖的烧结温度比粘土砖要低100℃，节约了能源。同时，由于垃圾匀粒在砖坯中分布均匀，产生内热分散，从而保证了砖体的烧结质量。

4.本发明所得的垃圾砖无毒、无异色、无味、其强度和放射性物质含量均达到国家标准。并且，每块垃圾砖的重量平均要比普通粘土砖轻250～300克，实现了国家墙体改革方案。

5.本发明由于在备料中使用了大量垃圾，因而大大节约了制砖粘土，减少了粘土用量，避免了制砖工业对土地的侵食，保护了农田耕地。据测算，一个22门的中型砖厂一年可消化处理生活垃圾至少22000吨，节约土地9亩，节约原煤600吨，减少红砖运输量7500吨。其经济和社会效益十分显著。

Claims (4)

1、用生活垃圾制砖的方法，包括备料、制坯和烧结三个主要步骤，其特征是备料中以粘土、生活垃圾和煤灰为制砖原料，原料配料重量比为：粘土55-75份、生活垃圾20-40分煤灰5份。

2、按照权利要求1的方法，其特征是备料中所使用的生活垃圾预先粉碎成颗粒尺寸等于或小于3毫米的匀粒。

3、按照权利要求1的方法，其特征是制坯中所使用的对滚机的密度等于或小于10毫米。

4、按照权利要求1的方法，其特征是烧结温度为850～930℃，烧结时间为5～6小时。