CN110790542B - 一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖及其制备方法 - Google Patents

一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖及其制备方法，主要由按照质量份数计的以下组分制备得到：预处理后铜铅锌冶炼废水污泥10～50份，水泥10～40份，砂料10～30份和骨料20～40份。本发明所提供的免烧砖，抗压强度指标达到混凝土实心砖(GBT 21144‑2007)》强度等级MU35.0标准，抗冻性达所有性能符合建筑用砖要求，放射性符合《建筑材料放射性核素限量》(GB 6566‑2010)的要求，免烧免蒸标准砖的浸出浓度和腐蚀性均不超标，符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3‑2007)标准和《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》(GB5085.1‑2007)标准。

Description

一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及铜铅锌冶炼废水污泥和资源化利用领域，具体而言，涉及一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖及其制备方法。
背景技术
有色金属在生产过程中消耗大量的矿产资源、能源和水资源，产生大量的固体废物、废水和废气，污染环境，但也能成为可利用资源。废水处理过程中产生的污泥含有很多有毒有害的重金属(Cd、As、Cu、Cr、Se等)，对环境构成极大的污染和潜在的威胁。
铜火法冶炼排放的固体废物中，污酸处理***的石灰中和渣中的主要成分为As、Pb、Cd、Zn、Cu等。因此，砷元素的安全处置是铜冶炼***亟待解决的问题。
铅锌冶炼过程中主要的污染源之一是废水，废水中通常含有一定量的Pb、Hg、Cd、Zn、Cu、As等重金属阳离子和F-、Cl-和SO4 2-等有害阴离子。因此，通过污酸***后形成的废水处理污泥，也常常会含有Pb、Hg、Cd、Zn、Cu、As，主要成分为硫酸钙或者金属硫化物。
免烧砖，又称非烧结砖，能够避免传统烧结砖严重浪费土地资源以及在制备过程中需要大量的燃料进行烧结，而在其制备过程中排放SO2污染环境的问题。目前，免烧砖在建筑领域中已经得到了广泛的应用，目前，主要是针对废水处理污泥的特点及其危害性，从环境污染防治和资源循环利用的角度考虑，进行固化/无害化处理，将其无害化后进行填埋处置。但是随着社会的发展，资源越来越匮乏，污泥也能成为可利用资源。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明提供了一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，以完全或部分解决铜铅锌冶炼行业废水处理污泥产生量大、污染严重、填埋成本高、占用大量土地的问题，所述的免烧砖，抗压强度指标达到混凝土实心砖(GBT 21144-2007)》强度等级MU35.0标准，抗冻性达所有性能符合建筑用砖要求，放射性符合《建筑材料放射性核素限量》(GB 6566-2010)的要求，免烧免蒸标准砖的浸出浓度和腐蚀性均不超标，符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)标准和《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》(GB5085.1-2007)标准。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，主要由按照质量份数计的以下组分制备得到：
预处理后铜铅锌冶炼废水污泥10～50份，水泥10～40份，砂料10～30份和骨料20～40份。
优选的，所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，主要由按照质量份数计的以下组分制备得到：
预处理后铜铅锌冶炼废水污泥13～20份，水泥15～23份，砂料15～23份和骨料27～38份。
优选的，所述水泥包括选自硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥中的一种或者几种的组合。
优选的，所述骨料的粒径为1～15mm，更优选的粒径为2～8mm；
更优选的，所骨料包括石粉、碎石、钢渣和陶砂中的一种或者几种的组合。
优选的，所述砂料的平均粒径为0.074～2mm；
更优选的，所述砂料包括建筑砂、河砂和尾矿砂中的一种或者几种的组合。
一种所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
(a)预处理后铜铅锌冶炼废水污泥中加入砂料进行一级搅拌，然后再加入水泥和骨料进行二级搅拌；
优选的，所述一级搅拌和/或所述二级搅拌采用立式紊流搅拌机进行搅拌；
(b)将步骤(a)所述二级搅拌后得到的混合料过筛，筛上物返回步骤(a)继续进行所述二级搅拌；
优选的，所述过筛的筛网尺寸为5～10mm，优选的，所述过筛的装置选自滚筒筛或振动筛；
(c)将步骤(b)得到的筛下物成型并进行养护，得到所述免烧砖；
优选的，所述成型为挤出成型，所述挤出成型的装置选自半干式液压成型机或真空双轴挤压成型机；
更优选的，所述半干式液压成型机的挤出压力为15～20MPa；
更优选的，所述真空双轴挤压成型机的挤出压力为10～15MPa。
在步骤(a)中，采用分散剂进行所述预处理操作，所述分散剂包括六偏磷酸盐、木制磺酸钠、特殊分散剂中的一种或几种。
优选的，在步骤(d)中，所述养护选自自然养护或蒸压养护；
优选的，所述自然养护的温度为20～27℃，相对湿度90％～100％，养护时间≥28天。
优选的，所述蒸压养护，具体包括：升温升压2～2.5小时，达到恒温恒压6～6.5小时，再降温降压1～1.5小时，降压完成后养护完成；
所述恒压的压力为1～1.15MPa，所述恒温的温度为185～186℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供了一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，为铜铅锌冶炼废水污泥的处理提供了新的应用领域，解决了铜铅锌冶炼企业废水处理污泥产生量大，污染严重，填埋成本高、占用大量土地，具有一定的经济、环境和社会效益。
(2)本发明提供了一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，抗压强度指标达到混凝土实心砖(GBT 21144-2007)》强度等级MU35.0标准，对应最大吸水率为9.1％，软化系数为0.95，干燥收缩率为0.033，相对含水率(中等湿度地区)为32％，碳化系数0.99，抗冻性(F35)强度损失率21％，质量损失率0.5％。抗冻性达所有性能符合建筑用砖要求。
(3)本发明提供了一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，放射性符合《建筑材料放射性核素限量》(GB 6566-2010)的要求。
(4)本发明提供了一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，免烧免蒸标准砖的浸出浓度和腐蚀性均不超标，符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)标准和《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》(GB5085.1-2007)标准。
(5)本发明提供了一种免烧砖的制备方法，方便、简单、易于批量化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明所提供的一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，主要由按照质量份数计的以下组分制备得到：
预处理后铜铅锌冶炼废水污泥10～50份，水泥10～40份，砂料10～30份和骨料20～40份。
本发明提供了一种免烧砖，抗压强度指标达到混凝土实心砖(GBT 21144-2007)》强度等级MU35.0标准，对应最大吸水率为9.1％，软化系数为0.95，干燥收缩率为0.033，相对含水率(中等湿度地区)为32％，碳化系数0.99，抗冻性(F35)强度损失率21％，质量损失率0.5％。抗冻性达所有性能符合建筑用砖要求。放射性符合《建筑材料放射性核素限量》(GB 6566-2010)的要求。免烧免蒸标准砖的浸出浓度和腐蚀性均不超标，符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)标准和《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》(GB5085.1-2007)标准。
其中，铜污泥为铜火法冶炼中石灰-铁盐法处理酸性废水(污酸)过程中含重金属及砷的污泥(中和渣)形成。电石渣乳中主要成分Ca(OH)2与污酸中硫酸反应生成CaSO4·xH2O并成为污泥的主要成分。铅锌废水污泥来自于铅锌冶炼过程中主要通过污酸***后形成的废水处理污泥。
进一步地，对所述的免烧砖的组分进行优选，主要由按照质量份数计的以下组分制备得到：
预处理后铜铅锌冶炼废水污泥13～20份，水泥15～23份，砂料15～23份和骨料27～38份。
在本发明一些优选的实施例中，水泥可以选择不同种类和类型的水泥材料，所述水泥包括选自硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥中的一种或者几种的组合。
在本发明一些优选的实施例中，对骨料的种类和粒径进行了优选，所述骨料的粒径为1～15mm，更优选的粒径为2～8mm；
更优选的，所骨料包括石粉、碎石、钢渣和陶砂中的一种或者几种的组合。
在本发明一些优选的实施例中，对砂料的种类和粒径进行了优选，所述砂料的平均粒径为0.074～2mm；
更优选的，所述砂料包括建筑砂、河砂和尾矿砂中的一种或者几种的组合。
本发明提供了一种所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
(a)预处理后铜铅锌冶炼废水污泥中加入砂料进行一级搅拌，然后再加入水泥和骨料进行二级搅拌；
优选的，所述一级搅拌和/或所述二级搅拌采用立式高速紊流搅拌机进搅拌，该立式高速紊流搅拌机的工作原理是旋转式搅拌筒体不停地将物料送至高速叶片下，形成速度差很大的逆流向物流，经叶片的撞击形成紊流状态多功能的卸料刮壁***能有效地防止混合料粘附在搅拌筒体壁上，并保证物料形成强大的垂直分量，增强搅拌效果，并在搅拌结束后加速卸料，缩短卸料时间；
(b)将步骤(a)所述二级搅拌后得到的混合料过筛，筛上物返回步骤(a)继续进行所述二级搅拌；
优选的，所述过筛的筛网尺寸为5～10mm，优选的，所述过筛的装置选自滚筒筛或振动筛；
(c)将步骤(b)得到的筛下物成型并进行养护，得到所述免烧砖；
优选的，所述成型为挤出成型，所述挤出成型的装置选自半干式液压成型机或真空双轴挤压成型机；
更优选的，所述半干式液压成型机的挤出压力为15～20MPa；
更优选的，所述真空双轴挤压成型机的挤出压力为10～15MPa。
该免烧砖的制备方法，解决了铜铅锌冶炼废水污泥资源化制砖团聚物料难混匀、产品强度差、吸水率高、抗冻融性能差等共性技术难题。
在步骤(a)中，采用分散剂进行所述预处理操作，所述分散剂包括六偏磷酸盐、木制磺酸钠、特殊分散剂中的一种或几种。
优选的，在步骤(d)中，所述养护选自自然养护或蒸压养护；
优选的，所述自然养护的温度为20～27℃，相对湿度90％～100％，养护时间≥28天。
优选的，所述蒸压养护，具体包括：升温升压2～2.5小时，达到恒温恒压6～6.5小时，再降温降压1～1.5小时，降压完成后养护完成；
所述恒压的压力的压力为1～1.15MPa，所述恒温的温度为185～186℃。
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
本实施例所提供的免烧砖包括以下原料：
含水量为10wt％的预处理后铜铅锌冶炼废水污泥13份，水泥29份，砂料20份和骨料38份。其中，水泥为普通硅酸盐水泥；砂料的平均粒径为0.074mm；骨料为石子(碎石)。
本实施例所提供的免烧砖的制备方法，具体包括以下步骤：
(a)将待处理铜铅锌冶炼废水污泥与分散剂混合搅拌5min，得到预处理后铜铅锌冶炼废水污泥；
(b)在步骤(a)中得到的所述预处理后铜铅锌冶炼废水污泥中加入砂料，采用立式紊流搅拌机进行搅拌进行一级搅拌，然后再加入水泥和骨料采用立式紊流搅拌机进行搅拌进行二级搅拌；
(c)将步骤(b)所述二级搅拌后得到的混合料过自振动筛，筛网尺寸为5mm，筛上物返回步骤(b)继续进行所述二级搅拌；
(d)将步骤(c)得到的筛下物采用半干式液压成型机在15MPa压力下挤出成型，然后进行自然养护，得到所述免烧砖；
其中，自然养护的温度为20℃，相对湿度90％，养护时间28天。
实施例2
本实施例所提供的免烧砖包括以下原料：
含水量为50wt％的预处理后铜铅锌冶炼废水污泥20份，水泥35份，砂料15份和骨料30份。其中，水泥为普通硅酸盐水泥；砂料的平均粒径为2mm；骨料为石子(碎石)。
本实施例所提供的免烧砖的制备方法，具体包括以下步骤：
(a)将待处理铜铅锌冶炼废水污泥与分散剂混合搅拌10min，得到预处理后铜铅锌冶炼废水污泥；
(b)在步骤(a)中得到的所述预处理后铜铅锌冶炼废水污泥中加入砂料，采用立式紊流搅拌机进行搅拌进行一级搅拌，然后再加入水泥和骨料采用立式紊流搅拌机进行搅拌进行二级搅拌；
(c)将步骤(b)所述二级搅拌后得到的混合料过自滚筒筛，筛网尺寸为5～10mm，筛上物返回步骤(b)继续进行所述二级搅拌；
(d)将步骤(c)得到的筛下物采用半干式液压成型机在20MPa压力下挤出成型，然后进行自然养护，得到所述免烧砖；
其中，自然养护的温度为27℃，相对湿度100％，养护时间30天。
实施例3
本实施例所提供的免烧砖包括以下原料：
含水量为20wt％的预处理后铜铅锌冶炼废水污泥18份，水泥23份，砂料23份和骨料36份。其中，水泥为普通硅酸盐水泥；砂料的平均粒径为1mm；骨料为石子(碎石)。
本实施例所提供的免烧砖的制备方法，具体包括以下步骤：
(a)将待处理铜铅锌冶炼废水污泥与分散剂混合搅拌6min，得到预处理后铜铅锌冶炼废水污泥；
(b)在步骤(a)中得到的所述预处理后铜铅锌冶炼废水污泥中加入砂料，采用立式紊流搅拌机进行搅拌进行一级搅拌，然后再加入水泥和骨料采用立式紊流搅拌机进行搅拌进行二级搅拌；
(c)将步骤(b)所述二级搅拌后得到的混合料过自滚筒筛，筛网尺寸为5～10mm，筛上物返回步骤(b)继续进行所述二级搅拌；
(d)将步骤(c)得到的筛下物采用真空双轴挤压成型机在10MPa压力下挤出成型，然后进行蒸压养护，得到所述免烧砖；
其中，蒸压养护具体包括：升温升压2小时，达到185℃、1MPa恒温恒压6小时后，再降温降压1小时，降压完成后养护完成。
实施例4
本实施例所提供的免烧砖包括以下原料：
含水量为30wt％的预处理后铜铅锌冶炼废水污泥25份，水泥25份，砂料20份和骨料30份。其中，水泥为普通硅酸盐水泥；砂料的平均粒径为1.5mm；骨料为石子(碎石)。
本实施例所提供的免烧砖的制备方法，具体包括以下步骤：
(a)将待处理铜铅锌冶炼废水污泥与分散剂混合搅拌7min，得到预处理后铜铅锌冶炼废水污泥；
(b)在步骤(a)中得到的所述预处理后铜铅锌冶炼废水污泥中加入砂料，采用立式紊流搅拌机进行搅拌进行一级搅拌，然后再加入水泥和骨料采用立式紊流搅拌机进行搅拌进行二级搅拌；
(c)将步骤(b)所述二级搅拌后得到的混合料过自滚筒筛，筛网尺寸为7mm，筛上物返回步骤(b)继续进行所述二级搅拌；
(d)将步骤(c)得到的筛下物采用半干式液压成型机在18MPa压力下挤出成型，然后进行蒸压养护，得到所述免烧砖；
其中，蒸压养护具体包括：升温升压2.5小时，达到186℃、1.15MPa恒温恒压6.5小时后，再降温降压1.5小时，降压完成后养护完成。
实施例5
本实施例所提供的免烧砖包括以下原料：
含水量为10wt％～50wt％的预处理后铜铅锌冶炼废水污泥18份，水泥32份，砂料23份和骨料27份。其中，水泥为普通硅酸盐水泥；砂料的平均粒径为1.2mm；骨料为石子(碎石)。
本实施例所提供的免烧砖的制备方法，具体包括以下步骤：
(a)将待处理铜铅锌冶炼废水污泥与分散剂混合搅拌8min，得到预处理后铜铅锌冶炼废水污泥；
(b)在步骤(a)中得到的所述预处理后铜铅锌冶炼废水污泥中加入砂料，采用立式紊流搅拌机进行搅拌进行一级搅拌，然后再加入水泥和骨料采用立式紊流搅拌机进行搅拌进行二级搅拌；
(c)将步骤(b)所述二级搅拌后得到的混合料过自滚筒筛，筛网尺寸为8mm，筛上物返回步骤(b)继续进行所述二级搅拌；
(d)将步骤(c)得到的筛下物采用半干式液压成型机在16MPa压力下挤出成型，然后进行自然养护，得到所述免烧砖；
其中，自然养护的温度为22℃，相对湿度95％，养护时间35天。
实施例6
本实施例所提供的免烧砖包括以下原料：
含水量为40wt％的预处理后铜铅锌冶炼废水污泥14份，水23份，砂料23份和骨料40份。其中，水泥为普通硅酸盐水泥；砂料的平均粒径为0.8mm；骨料为石子(碎石)。
本实施例所提供的免烧砖的制备方法，具体包括以下步骤：
(a)将待处理铜铅锌冶炼废水污泥与分散剂混合搅拌8min，得到预处理后铜铅锌冶炼废水污泥；
(b)在步骤(a)中得到的所述预处理后铜铅锌冶炼废水污泥中加入砂料，采用立式紊流搅拌机进行搅拌进行一级搅拌，然后再加入水泥和骨料采用立式高速紊流搅拌机进行搅拌进行二级搅拌；
(c)将步骤(b)所述二级搅拌后得到的混合料过自振动筛，筛网尺寸为9mm，筛上物返回步骤(b)继续进行所述二级搅拌；
(d)将步骤(c)得到的筛下物采用真空双轴挤压成型机在12MPa压力下挤出成型，然后进行自然养护，得到所述免烧砖；
其中，自然养护的温度为25℃，相对湿度98％，养护时间33天。
实施例7
本实施例所提供的免烧砖包括以下原料：
含水量为25wt％的预处理后铜铅锌冶炼废水污泥19份，水24份，砂料14份和骨料43份。其中，水泥为普通硅酸盐水泥；砂料的平均粒径为0.9mm；骨料为石子(碎石)。
本实施例所提供的免烧砖的制备方法，具体包括以下步骤：
(a)将待处理铜铅锌冶炼废水污泥与分散剂混合搅拌10min，得到预处理后铜铅锌冶炼废水污泥；
(b)在步骤(a)中得到的所述预处理后铜铅锌冶炼废水污泥中加入砂料，采用立式高速紊流搅拌机进行搅拌进行一级搅拌，然后再加入水泥和骨料采用立式高速紊流搅拌机进行搅拌进行二级搅拌；
(c)将步骤(b)所述二级搅拌后得到的混合料过振动筛，筛网尺寸为9mm，筛上物返回步骤(b)继续进行所述二级搅拌；
(d)将步骤(c)得到的筛下物采用真空双轴挤压成型机在12MPa压力下挤出成型，然后进行蒸压养护，得到所述免烧砖；
其中，蒸压养护具体包括：升温升压2小时，达到186℃、1.1MPa恒温恒压6.5小时后，再降温降压1小时，降压完成后养护完成。
实施例8
本实施例所提供的免烧砖包括以下原料：
含水量为35wt％的预处理后铜铅锌冶炼废水污泥10份，水40份，砂料20份和骨料30份。其中，水泥为普通硅酸盐水泥；砂料的平均粒径为1.8mm；骨料为石子(碎石)。
本实施例所提供的免烧砖的制备方法，具体包括以下步骤：
(a)将待处理铜铅锌冶炼废水污泥与分散剂混合搅拌5min，得到预处理后铜铅锌冶炼废水污泥；
(b)在步骤(a)中得到的所述预处理后铜铅锌冶炼废水污泥中加入砂料，采用立式高速紊流搅拌机进行搅拌进行一级搅拌，然后再加入水泥和骨料采用立式高速紊流搅拌机进行搅拌进行二级搅拌；
(c)将步骤(b)所述二级搅拌后得到的混合料过自滚筒筛，筛网尺寸为10mm，筛上物返回步骤(b)继续进行所述二级搅拌；
(d)将步骤(c)得到的筛下物采用真空双轴挤压成型机在13MPa压力下挤出成型，然后进行蒸压养护，得到所述免烧砖；
其中，自然养护的温度为25℃，相对湿度93％，养护时间40天。
实施例9
本实施例所提供的免烧砖包括以下原料：
含水量为45wt％的预处理后铜铅锌冶炼废水污泥55份，水10份，砂料10份和骨料35份。其中，水泥为普通硅酸盐水泥；砂料的平均粒径为1.1mm；骨料为石子(碎石)。
本实施例所提供的免烧砖的制备方法，具体包括以下步骤：
(a)将待处理铜铅锌冶炼废水污泥与分散剂混合搅拌8min，得到预处理后铜铅锌冶炼废水污泥；
(b)在步骤(a)中得到的所述预处理后铜铅锌冶炼废水污泥中加入砂料，采用立式高速紊流搅拌机进行搅拌进行一级搅拌，然后再加入水泥和骨料采用立式高速紊流搅拌机进行搅拌进行二级搅拌；
(c)将步骤(b)所述二级搅拌后得到的混合料过振动筛，筛网尺寸为5～10mm，筛上物返回步骤(b)继续进行所述二级搅拌；
(d)将步骤(c)得到的筛下物采用半干式液压成型机在15MPa压力下挤出成型，然后进行蒸压养护，得到所述免烧砖；
其中，蒸压养护具体包括：升温升压2.5小时，达到185℃、1MPa恒温恒压6小时后，再降温降压1.5小时，降压完成后养护完成。
对比例1：与实施例9相比，污泥不做预处理，其他步骤均相同，最后制得的免烧砖表现为强度等物理性能合格，但是重金属超标，表现为浸出毒性不合格，测试结果如表1所示。
表1对比例所得的免烧砖的危害成分测试结果
Figure BDA0002308332730000141
对比例2：在制备过程中，采用普通振动成型原理砖机替代液压式的压机进行挤压成型，测试所对比例2所制得的免烧砖的28d抗压强度，测试结果在6.1～6.4之间，远低于实施例中采用液压成型机制备得到的免烧砖。
对比例3：没有使用立式高速紊流搅拌机，只采用了普通的机械搅拌，结果为制砖料团聚难以打散，砖强度很低，原料处理不合格导致所制备的免烧砖性能不合格。
对比例4：与实施例1相比，对比例4污泥掺入量大于50％，所得到的免烧砖表现为抗冻型不足，冻融测试F35强度损失大于25％，质量损失大于5％。
实验例1免烧砖性能测试
不同污泥掺入量的试验结果见表2，最优条件下制备得到的性能及标准如表3所示。
表2免烧砖性能测试结果
Figure BDA0002308332730000151
表3免烧砖性能测试项目及标准
Figure BDA0002308332730000152
表3最优条件的实验结果表明，本申请所提供的免烧砖，抗压强度指标达到混凝土实心砖(GBT 21144-2007)》强度等级MU35.0标准，对应最大吸水率为9.1％，软化系数为0.95，干燥收缩率为0.033，相对含水率(中等湿度地区)为32％，碳化系数0.99，抗冻性(F35)强度损失率21％，质量损失率0.5％。抗冻性达所有性能符合建筑用砖要求。且放射性符合《建筑材料放射性核素限量》(GB 6566-2010)的要求。免烧免蒸标准砖的浸出浓度和腐蚀性均不超标，符合《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)标准和《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》(GB5085.1-2007)标准。且该免烧砖的制备方法方便、简单，易于批量化生产。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (13)

1.一种利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，由按照质量份数计的以下组分制备得到：
预处理后铜铅锌冶炼废水污泥13~20份，水泥15~23份，砂料15~23份和骨料27~38份；
所述免烧砖的制备方法，包括以下步骤：
（a）预处理后铜铅锌冶炼废水污泥中加入砂料进行一级搅拌，然后再加入水泥和骨料进行二级搅拌；
所述一级搅拌和/或所述二级搅拌采用立式紊流搅拌机进行搅拌；
（b）将步骤（a）所述二级搅拌后得到的混合料过筛，筛上物返回步骤（a）继续进行所述二级搅拌；
所述过筛的筛网尺寸为5~10mm，所述过筛的装置选自滚筒筛或振动筛；
（c）将步骤（b）得到的筛下物成型并进行养护，得到所述免烧砖；
在步骤（a）中，采用分散剂进行所述预处理操作；所述成型为挤出成型，所述挤出成型的装置选自半干式液压成型机或真空双轴挤压成型机。
2.根据权利要求1所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，所述水泥包括选自硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥中的一种或者几种的组合。
3.根据权利要求1所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，所述骨料的粒径为1~15mm。
4.根据权利要求1所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，所述骨料的粒径为2~8mm。
5.根据权利要求1所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，所骨料包括石粉、碎石、钢渣和陶砂中的一种或者几种的组合。
6.根据权利要求1所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，所述砂料的平均粒径为0.074~2mm。
7.根据权利要求1所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，所述砂料包括建筑砂、河砂和尾矿砂中的一种或者几种的组合。
8.根据权利要求1所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，所述半干式液压成型机的挤出压力为15~20MPa。
9.根据权利要求1所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，所述真空双轴挤压成型机的挤出压力为10~15MPa。
10.根据权利要求1所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，在步骤（a）中，所述分散剂包括六偏磷酸盐和木质磺酸钠中的一种或两种。
11.根据权利要求1所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，在步骤（d）中，所述养护选自自然养护或蒸压养护。
12.根据权利要求11所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，所述自然养护的温度为20~27℃，相对湿度90%~100%，养护时间≥28天。
13.根据权利要求12所述的利用铜、铅锌冶炼废水污泥制备的免烧砖，其特征在于，所述蒸压养护，具体包括：升温升压2~2.5小时，达到恒温恒压6~6.5小时，再降温降压1~1.5小时，降压完成后养护完成；
所述恒压的压力为1~1.15MPa，所述恒温的温度为185~186℃。
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