建筑垃圾生产烧结墙体材料的预均化处理.docx

建筑垃圾生产烧结墙体材料的预均化处理1 前言综合利用建筑垃圾生产烧结墙体材料是当前比较热门的话题，本文指出的“建筑垃圾”是指建筑物建造过程汇总的基础工程、地下工程所产生的固态（渣土）和液态废弃物。而建筑物拆除产生的固体废弃物（非转、混凝土构件等）不再本文探讨的范围之内。因此本文探讨的建筑垃圾是含有一定比例的你那图成分、可用于生产烧结墙体材料的“建筑渣土”，这种建筑垃圾经过一定的技术处理和适当的加工，可以作为生产各种性能优异的烧结墙体材料的原材料，化害为利、利国利民。国家发改委、工信部在新型墙材推广行动方案等文件中均提出加大“推广利用大型烧结砖隧道窑安全处置城市污泥、废渣与其他原料配合生产烧结空心砖、自保温烧结砌块，提高资源综合利用率”的具体要求。因此利用建筑垃圾生产烧结墙体材料符合国家产业政策。随着资源约束作用越来越明显，利用可再生资源发展新型墙体材料，成为我国新型建材发挥发展的首选道路，更重要的是可实现经济、环境的可持续发展。2 建筑垃圾的特性2.1 一般情况建筑垃圾主要分为：固体渣土和液态淤泥两种，前者是基础工程、地下工程和地铁健身过程中产生的固体废弃物，后者主要是桩基工程中产生的液态废弃物。与具有相对固定矿山资源的情况不同，建筑垃圾（渣土）来源非常分散、土源变化大，所以成分比较复杂。例如城市地铁建设过程中，地铁线路要穿越不同地址年代和不同岩性的底层，常见的岩层有页岩、粘土、花岗岩、石灰岩、泥灰岩等等，这种变化多样的特点造就了建筑垃圾的复杂性。2.2 主要成分隧道窑我们通过施工单位对国内某三个城市的建筑垃圾进行取样分析，取样时在建设单位的协助下进行的，样品主要采集目测可以用于生产烧结砖的原料，明显的岩石（如花岗岩、石灰岩等）做剔除处理，送检验单位化验，其结果汇总于表1。窑炉从表1的结果看出，样品的化学成分波动还是比较大的，但是实际经验告诉我们，这些样品只要处理得当，是可以用于生产烧结墙体材料的。由于建筑垃圾来源相对分散，在渣土场做好预均化处理是保证正常使用的有效措施。通常情况下在堆放建筑渣土时，尽量以最高的相互平行和上下重叠的同厚度的料层构成料堆而在取料时，则在垂直料层方向，尽可能同时切取所有的料层，依次切取，直到取完为止。这样取出的物料成分就比取放时要均匀得多，这就是所谓的“平铺直取”。实践证明，采用“平铺直取”的原料堆存与均化方式，是有效保持原料中各组分均匀性的好办法。在生产过程中，配合“两辊两搅”工艺和高效搅拌机初级、高速细碎对辊机等加强处理措施，是能够保证产品质量的。混合料再经过陈化库陈化堆存，可使混合料的物理性能得到很大提高。经陈化处理后的泥料，性能改善、混合均匀，从而可满足烧结空心砌块的成型与质量要求。2.3 淤泥我们所说的“淤泥”，并非以往所说的江河湖海沉积的淤泥，而是指基础工程中桩基过程和钻孔作业中产生的“淤泥”，俗称“打桩污泥水”，这是含有微细泥颗粒和细沙的悬浮液体，含水率通常达到70%以上。“打桩污泥水”具有一定黏度，即便在静止状态下经过很长时间也很难沉淀。建筑桩基施工方在我国沿海地区广泛使用，它是非开挖基础施工方式中的前沿技术，因此应用十分广泛。但是面临的突出问题是因此产生的泥浆处置和合理应用的难题。目前，打桩泥浆（淤泥）处理方式是用槽罐车把现场的泥浆运送到城市郊外的垃圾场或者泥浆坝里，让其在泥浆中自然沉淀和干化。这种处理方式原始而且落后，不仅效率极低，而且问题很多。槽罐车在运输途中私自乱倒的现象非常普遍，造成环境污染和生态的破坏。准确测算出一座城市产生的多少淤泥的量是比较困难的，以广东汕头市为例，保守估算，一年由建筑桩基工程产生的打桩污泥泥水达到30万吨以上，而这些淤泥大部分倾倒到池塘、河湾之中，处理十分困难，因此建筑污泥的利用迫在眉睫。2.4 矿物学分析受到资金的限制，对每一件样品都做矿物学分析是不现实的，我们选取其中最具有代表性的打桩泥浆（淤泥），因为桩基淤泥施工过程中一般会穿越好几种地层，并且泥浆在产生、运输和沉淀过程中得到很好的均化，成分组成相对比较稳定。对表1中的两种淤泥（标号9、10）样品，榨滤和烘干，然后做矿物学鉴定。淤泥的矿物学组成完全符合黏土的矿物组成要求，是可以用于生产高的那个烧结墙体材料的原料。2.5 物理试验对表1 中的两种淤泥（标号9、10）样品做物理测试，结果见表3。2.6 干燥敏感性测定测定结果见表4从实验结果看出，淤泥的塑性指数和干燥敏感性系数还是比较理想的。3 原料处理对建筑垃圾的科学处理是至关重要的，因为这是生产优质产品的前提。本文涉及的原料处理指的是建筑垃圾经过“分类处置”后的有用部分，关于建筑垃圾“分类处置”的技术措施不在本文讨论的范围。3.1 预均化预均化是水泥工业常用的原料处理技术，指原料在生料制备之前，预先在堆场将原料成分进行均化。在预均化堆场中，通过水平分层堆放和垂直切割的方法，是原料成分得到一定的均化。这个方法同样适用于建筑垃圾的预均化处理。我们在参观法国宝雅-勒鲁工厂时看到，他们把收集来的建筑渣土与本场开采的原料（粘土）堆积成“大垛”，并且堆积两年以后再使用，这一点非常类似于我国北方砖厂中传说的“堆大垛”方式，不同的是他们堆积的时间更长。经过堆大垛陈化的原料，再采集起来送进原料堆棚里，尽可能多的相互平行和上下重叠的同厚度的料层进行堆放储存，取用是按照垂直于料层方向同时切取去不同料层的方式取料，这就是水泥行业常用的“平铺直取”法。料层堆放的层数越多，取料时切取的层数也就越多，物料成分均匀的效果越好。只有经过这样于俊华处理的原料，才能够最大限度的减少原料化学成分和物理性能的波动，从而为生产高品质产品和确保产品质量奠定良好的基础。3.2 淤泥脱水无论是桩基工程还是地铁工程产生的淤泥，都好有大量的水分，一般情况下淤泥浆的含水率高达70%以上，这么高的水分是不能直接利用的，必须脱去淤泥中的大部分水分才能够使用。然而淤泥的脱水是一件十分棘手的事情，因为复杂的脱水工艺会增加成本，使投资大量增加。因此，淤泥的脱水处理依然是目前业界中讨论最多的话题。根据我们掌握的资料，目前最常见的淤泥脱水工艺有以下三种方式。3.3.1 板框式压滤脱水压滤脱水是陶瓷工业最常用的一种泥浆脱水方法，我们现在把这种工艺借鉴到淤泥的脱水工艺上来。在陶瓷原料制备过程中，常用一种泥浆制备工艺，泥浆在挤压、真空脱水的作用下，实现固液分离，从而达到脱水的目的。建筑泥浆与陶瓷泥浆有许多相同之处，因此这种方式备受关注。板框压滤机的工作制度是间歇运行的，必须完成一个完整的流程程序，才能进入下一个轮回，还需要人工配合才能完成这些过程，因此需要许多辅助设备和人工干预。压滤脱水的优点是泥浆脱水后的含水率可达到20%30%，是目前所有方法中效果最好的。但是烧结砖项目淤泥处理量很大，存在设备数量多、不能连续生产和占地面积大的缺点。3.3.2 带压式滤机带压式滤机是一种可以实现连续作业的淤泥脱水设备，与板框压滤机一样在城市污水处理、食品加工、石油化工、矿业开采等许多行业使用相当广泛，用于回收可利用物、处理废水和保护环境等领域。贵阳市兴达建材有限公司在处理重晶石尾矿淤泥过程中就是采用这种脱水方式。带压式滤机和板框压滤机在性能上有一定的区别。相比于板框压滤机，带压式滤机有一个明显的优点就是能够连续工作，且处理量比较大，产量高。但是带压式滤机也有其局限性，就是脱水后的淤泥含水量比较高，以兴达建材公司为例，经过挤压处理后的淤泥仍然还有40%以上的含水率。所以这种方式处理的淤泥还需要进一步脱水才能很好的利用。为了克服带压式滤机脱水后的淤泥含水率较高的问题，兴达建材公司采取扩大原料堆棚面积，延长储存时间，并且向淤泥里掺兑一定比例的页岩等办法，比较好地解决了这个问题。3.3.3 沉淀法脱水“沉淀法脱水”法目前还存在争议，多用于选矿业的尾矿脱水。其原理是将洗选矿物产生的泥浆（淤泥），用泥浆泵打入一个（或数个）罐体中，而不是传统的输送到泥浆坝里，一次大大减少了占地面积。为了克服你降序那副也不易沉淀的问题，必须在泥浆悬浮液中添加化学溶液，促进泥浆快速沉淀。根据某选矿厂取得的实际数据分析，该装置每天处理淤泥（选矿尾矿泥浆）300t以上，初试泥浆含水率75%80%，沉淀后泥浆含水率小于60%，在与带式压滤机配合使用，大大提高了泥浆的脱水效率，具有产量高、连续作业和自动化程度高的优点。罐装沉淀脱水的方法对于建筑与你处理有很好的借鉴意义，从各建筑工地收集来的建筑与你，通过槽罐车运输到工厂后，直接泵送到储浆罐中，而不用修建面积很大的储浆池，不仅节省占地面积，而且还可以作为板框式压滤机或者带式压滤机的前段工艺，从而提高淤泥的脱水效率，一举两得。4 陈化对原料进行陈化处理是现代砖厂的重要工序，尤其是对来源复杂的建筑垃圾显得更加必要。陈化的基本流程是：混合料由皮带输送机送到陈化库上的移动式可逆布料皮带机，按要求把混合料堆放在陈华库中进行困陈处理。困存的时间一般为4872h，是原料中的水分充分迁移和润湿原料颗粒，从而改善泥料的物理性能，并提高原料的均匀性，从而保证成型、干燥和焙烧等工序的技术要求。其实，陈华库也是按照“平铺直取”的方式进料和出料才能发挥作用。原料在