CN105152590A - 一种采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法。目的是提供的方法应能有效消纳高湿污泥，有益于环境保护；该方法生产的轻质人造文化石产品具有结构强度高、耐候性好、综合性能优良的特点。技术方案是：一种采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法，按以下步骤进行：1)准备原料：高湿污泥，洗砂污泥，特种水泥，废泡沫颗粒或废塑料颗粒，轻质骨料，污泥改性剂，适量水；2)、浆料配制：3)成型：4)表面处理；即得轻质人造文化石产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种人造文化石产品的生产方法，尤其是采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法。
背景技术
目前，市场上用得最多的二大装饰材料是石材和陶瓷，这两者都占据着非常重要的市场份额。不过陶瓷装饰材料的市场是呈逐年缩减的状况，而石材呈逐年增加的状况，其中文化石增长达到每年50％。文化石又包括天然文化石和人造文化石两种。天然石材资源具有不可再生的特性，因此，随着需求增长和资源的日益短缺，天然文化石已无法满足客户的规则需求，同时天然文化石由于比重大及厚度高，直接影响了石材在高层楼房中装饰的承重问题(这也是天然石材为什么长期不能进入高层楼房进行装饰的一个重要原因)；而人造文化石质轻、强度高，可贴12层楼以下的所有建筑，从而解决了高层楼房承重问题，解决了石材承重，更加大了人造文化石的发展空间；因而，人造文化石逐步呈现取代天然文化石的趋势。然而，常规的人造文化石是采用浮石、陶粒、硅钙等材料经过专业加工制成的；仍然需要采用部分天然材料。
另一方面，工业生产中产生的大量高湿污泥(如造纸污泥、棉纺印染污泥、洗砂污泥)既占用空间又污染环境，急待消纳处理。
发明内容
本发明的目的是克服上述背景技术中的不足，提供一种采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法，该方法应能有效消纳高湿污泥，有益于环境保护；该方法生产的轻质人造文化石产品具有结构强度高、耐候性好、综合性能优良的特点。
本发明提供的技术方案是：
一种采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法，按以下步骤进行：
1)原料组分及相应的重量份：
高湿污泥10～20，
洗砂污泥40～50，
特种水泥10～15，
粒径5mm以下的废泡沫颗粒或废塑料颗粒0.2～0.5，
粒径2～10mm的轻质骨料25～30，
污泥改性剂1～5，
水适量；
所述高湿污泥为造纸污泥或/棉纺印染污泥，含水量70～90％：
所述洗砂污泥为砂厂筛选时所产污泥，含水量50～70％：
2)、浆料配制：
a、将洗砂污泥及高湿污泥、废泡沫颗粒或废塑料颗粒混合搅拌均匀后，再加入污泥改性剂及水进行快速搅拌，以获得具有一定粘合力和发泡性能的混合料；
b、将水泥及轻质骨料混合并搅拌均匀，得水泥浆料；
c、将改性后的混合料通过发泡机泵入水泥浆料中，充分搅拌混匀即得轻质混合料；
3)成型：
a、将上述搅拌均匀的轻质混合料注入模具中，然后在振动平台上振动3～5s；所述模具形状根据产品确定；
b、晾干，在5℃以上静置4小时，待轻质混合料强度增强；
C、拆除模具、养护，即得轻质人造文化石产品基体；
4)表面处理：
a、上色：在轻质人造文化石产品基体表面喷涂色浆至少两次；
b、防水防渗处理：上色后的轻质人造文化石产品基体上最后喷涂防水剂至少二次；
即得轻质人造文化石产品。
所述污泥改性剂中的组分及其重量份为：活性氧化铝50～55，氧化钙20～30，硫酸钠5～10，固重剂3～5，杀菌剂0.02～0.1，硅酸钠5～10，玻璃纤维1～5；
所述步骤4)中的色浆组分及其重量份为：洗砂污泥25～30、氧化铁颜料30～40、801胶水20～25、增稠剂1～2、防沉剂0.1～0.2、PH调节剂0.1～0.3、抗冻剂2～5、杀菌防霉剂0.1～0.5、苦菱土5～10、50％氯化镁溶液(浓度为50％的氯化镁水溶液)适量。
所述废泡沫颗粒是聚苯乙烯泡沫颗粒，废塑料颗粒为回收塑料编织袋颗粒。
所述防沉剂是有机膨润土或气相二氧化硅。
所述特种水泥为快硬硅酸盐白水泥或快凝快硬硅酸盐水泥。
所述轻质骨料为陶粒或膨胀珍珠岩。
所述固重剂成分为二硫代胺基甲酸盐衍生物或粒径0.7～1.0mm的沸石与藻类生物吸附剂1∶1的混合物。
所述增稠剂为明胶或海藻酸钠。
所述养护是每隔2－3小时洒水一次，连续洒水一周以上。
所述步骤3)中的模具内壁表面应预先涂抹脱模剂。
本发明的有益效果是：所提供的方法制得的轻质人造文化石产品结构强度大，仿真程度高，成品不会分层、不会剥落、耐候性好，综合性能优良；并且该方法工艺简单、原料易得、成本较低，还能有效消纳工业污泥，解决因填埋造成的环境影响，有利于环境保护。
具体实施方式
本发明的污泥改性剂中，活性氧化铝、氧化钙、硫酸钠、固重剂、硅酸钠的粒径通常为1mm以下，或者根据需要选择；增强用的玻璃纤维的细度(直径)也可根据需要确定。
以下结合具体实施例进一步说明。
实施例1
人造轻质文化石产品(仿古砖)的制作：
1、原料配比(组分及相应的重量份)：
工业污泥(为造纸或/棉纺印染污泥，含水量：70～90％)10，
洗砂污泥(砂厂筛选时所产污泥，含水量50～70％)50，
特种水泥12(快硬硅酸盐水泥)；
废泡沫颗粒0.4(将回收的聚苯乙烯泡沫板粉碎成5mm以下大小的颗粒)，
轻质骨料28，粒径为2～10mm以下的膨胀珍珠岩；
污泥改性剂0.5；其组分及其重量份为：活性氧化铝50；氧化钙30；硫酸钠5；固重剂5；杀菌剂0.02；硅酸钠8；玻璃纤维2；以上组分在反应釜中常温搅拌均匀即成；固重剂成分为二硫代胺基甲酸盐衍生物(DTC类)；
水，适量；
2、工艺流程为：模具准备→浆料配制→产品成型→养护→表面处理→成品。
(1)模具准备：
模具采用玻璃钢作为模具；模具内壁表面应涂抹脱模剂；
(2)浆料配制：
a、将洗砂污泥及工业污泥、废泡沫颗粒混合搅拌均匀后，加入配比量的水及污泥改性剂快速搅拌预处理，使预处理后的改性污泥具有一定的粘合力和发泡性，得混合料；
b、将水泥及轻质骨料输送到搅拌机中充分搅拌均匀，得水泥浆料；
c、将改性后的混合料通过发泡机泵入水泥浆料机中充分搅拌混匀即得轻质混合料；
(3)成型：
a、将上述搅拌均匀的轻质混合料迅速注入模具中，移到振动平台上振动3～5s，刮除浇口处的多余混凝士，并用抹刀抹平；
b、晾干：在5℃以上静置4小时，待轻质混合料强度增强；
c、拆模：拆除模具，得到轻质文化石产品基体；
d、养护：对初成型的轻质文化石产品基体进行养护；一般每隔2－3小时洒水一次，连续洒水一周；
(4)轻质文化石产品基体表面处理：
a、上色：表面着色层基材是粉砂基聚合物改性色浆，其组分及其重量份为：洗砂污泥28、氧化铁颜料35、801胶水22、明胶(增稠剂)1.5、有机膨润土0.15、PH调节剂0.2、抗冻剂3、杀菌防霉剂0.08、苦菱土7、50％氯化镁溶液适量；将各组分材料搅拌均匀呈稀薄糊浆状，用气泵分3次喷涂在轻质文化石产品基体表面；该制备方法制得的轻质文化石产品结构强度大，仿真程度高，成品不会分层、剥落、耐候性好，所得材料综合性能优良。
b、防水防渗处理：上色后的轻质文化石产品基体表面最后喷涂防水剂二次，即成成品。
实施例2
人造轻质文化石产品(鹅卵石)的制作：
1、原料配比(组分及相应的重量份)：
工业污泥(为造纸或/棉纺印染污泥，含水量：70～90％)20，
洗砂污泥(砂厂筛选时所产污泥，含水量50～70％)40，
特种水泥10(快凝快硬硅酸盐白水泥)；
废泡沫颗粒0.5(将回收的聚苯乙烯泡沫板粉碎成5mm以下大小的颗粒)，
轻质骨料25(粒径为2～10mm以下的陶粒)；
污泥改性剂1；其组分及其重量份为：活性氧化铝55；氧化钙20；硫酸钠15；固重剂1；杀菌剂0.1；硅酸钠6，玻璃纤维4；以上组分在反应釜中常温搅拌均匀即成；固重剂成分为粒径0.7～1.0mm的沸石与藻类生物吸附剂1∶1的混合物；
水，适量；
2、工艺流程为：模具准备→浆料配制→产品成型→养护→表面处理→成品。
(1)模具准备：
模具内壁表面应涂抹脱模剂；
(2)浆料配制：
a、将洗砂污泥及工业污泥、废泡沫颗粒混合搅拌均匀后，加入配比量的水及污泥改性剂快速搅拌预处理，使预处理后的改性污泥具有一定的粘合力和发泡性，得混合料；
b、将水泥及轻质骨料输送到水泥砂浆机中充分搅拌均匀；
c、将改性后的混合料通过发泡机泵入水泥砂浆机中充分搅拌混匀即得轻质混合料；
(3)成型：
a、将上述搅拌均匀的轻质混合料迅速注入模具中，移到振动平台上振动3～5s，刮除浇口处的多余混凝士，并用抹刀抹平；
b、晾干：在5℃以上静置4小时，待轻质混合料强度增强；
c、拆模：拆除模具，得到轻质文化石(鹅卵石)产品基体；
d、养护：对初成型的轻质文化石产品基体进行养护；一般每隔2－3小时洒水一次，连续洒水一周；
(4)轻质文化石(鹅卵石)产品基体表面处理：
a、上色：表面着色层基材是粉砂基聚合物改性色浆，其组分及其重量份为：洗砂污泥30、氧化铁颜料30、801胶水25、明胶(增稠剂)1、气相二氧化硅0.2、PH调节剂0.1、抗冻剂5、杀菌防霉剂0.05、苦菱土10、50％氯化镁溶液适量；将各组分材料高速搅拌均匀呈稀薄糊浆状，用气泵分2次喷涂在轻质文化石产品基体表面；该制备方法制得的轻质文化石产品结构强度大，仿真程度高，成品不会分层、剥落、耐候性好，所得材料综合性能优良。
b、防水防渗处理：上色后的轻质文化石产品基体表面最后喷涂防水剂二次，即成成品。
实施例3
人造轻质文化石产品(海岛礁岩石)的制作：
1、原料配比(组分及相应的重量份)：
工业污泥(为造纸或/棉纺印染污泥，含水量：70～90％)15，
洗砂污泥(砂厂筛选时所产污泥，含水量50～70％)45，
特种水泥15(快硬硅酸盐水泥)；
废塑料颗粒0.2(将回收的塑料编织袋粉碎成5mm以下大小的颗粒)，
膨胀珍珠岩20，粒径为2～5mm以下；
污泥改性剂0.8；其组分及其重量份为：活性氧化铝53；氧化钙25；硫酸钠7；固重剂3；杀菌剂0.06；硅酸钠7，玻璃纤维5；以上组分在反应釜中常温搅拌均匀即成；固重剂成分为二硫代胺基甲酸盐衍生物(DTC类)；
水，适量；
2、工艺流程为：模具准备→浆料配制→产品成型→养护→表面处理→成品。
(1)模具准备：
模具采用玻璃钢模具；模具内壁表面应涂抹脱模剂；
(2)浆料配制：
a、将洗砂污泥及工业污泥、废塑料颗粒混合搅拌均匀后，加入配比量的水及污泥改性剂快速搅拌预处理，使预处理后的改性污泥具有一定的粘合力和发泡性，得混合料；
b、将水泥及轻质骨料输送到水泥砂浆机中充分搅拌均匀；
c、将改性后的混合料通过发泡机泵入水泥砂浆机中充分搅拌混匀即得轻质混合料；
(3)成型：
a、将上述搅拌均匀的轻质混合料迅速注入模具中，移到振动平台上振动3～5s，刮除浇口处的多余混凝士，并用抹刀抹平；
b、晾干：在5℃以上静置4小时，待轻质混合料强度增强；
c、拆模：拆除模具，得到轻质文化石产品基体；
d、养护：对初成型的轻质文化石产品基体进行养护；一般每隔2－3小时洒水一次，连续洒水一周；
(4)轻质文化石产品基体表面处理：
a、上色：表面着色层基材是粉砂基聚合物改性色浆，其组分及其重量份为：洗砂污泥25、氧化铁颜料40、801胶水20、海藻酸钠(增稠剂)2、有机膨润土0.1、PH调节剂0.3、抗冻剂2、杀菌防霉剂0.1、苦菱土5、50％氯化镁溶液适量；将各组分材料高速搅拌均匀呈稀薄糊浆状，用气泵分3次喷涂在轻质文化石产品基体表面；该制备方法制得的轻质文化石产品结构强度大，仿真程度高，成品不会分层、剥落、耐候性好，所得材料综合性能优良。
b、防水防渗处理：上色后的轻质文化石产品基体表面最后喷涂防水剂二次，即成成品。
成品检测数据
本发明获得的产品与传统工艺生产的人造文化石产品相比，具有以下优点：
1、比重减轻了1/3，传统的人造文化石其比重为1.6g/cm3，采用本工艺生产的人造文化石其比重为1.1g/cm3,解决了高层楼房承重问题，解决了石材承重问题，更加大了轻质人造文化石的发展空间；
2、因本工艺表面经过防水防渗处理，其吸水率大大下降，由传统工艺的3％左右下降到1.2％。
3、制作成本低。在保证产品性能不变的前题下，生产过程中利用了非危险固废物，不仅成本大大降低，也同时解决了污泥难处理这一大问题，为国家创造了社会效益。
Claims (9)
1.一种采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法，按以下步骤进行：
1)原料组分及相应的重量份：
高湿污泥10～20，
洗砂污泥40～50，
特种水泥10～15，
粒径5mm以下的废泡沫颗粒或废塑料颗粒0.2～0.5，
粒径2～10mm的轻质骨料25～30，
污泥改性剂0.5～1，
水适量；
所述高湿污泥为造纸污泥或/棉纺印染污泥，含水量70～90％：
所述洗砂污泥为砂厂筛选时所产污泥，含水量50～70％：
2)、浆料配制：
a、将洗砂污泥及高湿污泥、废泡沫颗粒或废塑料颗粒混合搅拌均匀后，再加入污泥改性剂及水进行搅拌，以获得具有一定粘合力和发泡性能的混合料；
b、将水泥及轻质骨料混合并搅拌均匀，得水泥浆料；
c、将改性后的混合料通过发泡机泵入水泥浆料中，充分搅拌混匀即得轻质混合料；
3)成型：
a、将上述搅拌均匀的轻质混合料注入模具中，然后在振动平台上振动3～5s；所述模具形状根据产品确定；
b、晾干，在5℃以上静置4小时，待轻质混合料强度增强；
C、拆除模具、养护，即得轻质人造文化石产品基体；
4)表面处理：
a、上色：在轻质人造文化石产品基体表面喷涂色浆至少两次；
b、防水防渗处理：上色后的轻质人造文化石产品基体上最后喷涂防水剂至少二次；
即得轻质人造文化石产品。
2.根据权利要求1所述的采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法，其特征在于：所述污泥改性剂中的组分及其重量份为：活性氧化铝50～55，氧化钙20～30，硫酸钠5～10，固重剂3～5，杀菌剂0.02～0.1，硅酸钠5～10，增强用玻璃纤维1～5。
3.根据权利要求1所述的采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法，其特征在于：所述步骤4)中的色浆组分及其重量份为：洗砂污泥25～30、氧化铁颜料30～40、801胶水20～25、增稠剂1～2、防沉剂0.1～0.2、PH调节剂0.1～0.3、抗冻剂2～5、杀菌防霉剂0.1～0.5、苦菱土5～10、氯化镁溶液适量。
4.根据权利要求2或3所述的采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法，其特征在于：所述废泡沫颗粒或塑料颗粒是聚苯乙烯泡沫颗粒或塑料编织袋颗粒。
5.根据权利要求4所述的采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法，其特征在于：所述防沉剂是有机膨润土或气相二氧化硅。
6.根据权利要求5所述的采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法，其特征在于：所述特种水泥为快硬硅酸盐水泥或快凝快硬硅酸盐水泥。
7.根据权利要求6所述的采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法，其特征在于：所述固重剂成分为二硫代胺基甲酸盐衍生物或粒径0.7～1.0mm的沸石与藻类生物吸附剂1∶1的混合物。
8.根据权利要求7所述的采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法，其特征在于：所述步骤3)中的模具内壁表面应预先涂抹脱模剂。
9.根据权利要求8所述的采用高湿污泥生产轻质人造文化石产品的方法，其特征在于：所述养护是每隔2－3小时洒水一次，连续洒水一周以上。
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