阅读说明：本技术 废弃陶瓷抛光淤泥浆料及其制备方法 (Waste ceramic polishing sludge slurry and preparation method thereof ) 是由 肖敏 刘福财 张信祯 黎浩 李斯思 于 2019-10-10 设计创作，主要内容包括：本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域,具体涉及一种废弃陶瓷抛光淤泥浆料及其制备方法,包括如下步骤：收集废弃陶瓷抛光淤泥,然后将所述废弃陶瓷抛光淤泥稀释成浓度为50-55％的第一淤泥悬浮液；将所述第一淤泥悬浮液依次进行沉淀处理和过滤处理,得到粒径≤0.15mm的第二淤泥悬浮液；将所述第二淤泥悬浮液进行表面除杂处理,然后加入分散剂和稀释剂混合,得到浓度为40％～50％的废弃陶瓷抛光淤泥浆料。该制备方法工艺简单,成本低,制得的废弃陶瓷抛光淤泥浆料具有良好的分散性和稳定性,从而提高了废弃陶瓷抛光淤泥的资源化利用率,可以变废为宝,减少对废弃陶瓷抛光淤泥的填埋处理,降低废弃陶瓷抛光淤泥对环境的污染。(The invention belongs to the technical field of solid waste resource utilization, and particularly relates to a waste ceramic polishing sludge slurry and a preparation method thereof, wherein the preparation method comprises the following steps: collecting waste ceramic polishing sludge, and then diluting the waste ceramic polishing sludge into a first sludge suspension with the concentration of 50-55%; sequentially carrying out precipitation treatment and filtration treatment on the first sludge suspension to obtain a second sludge suspension with the particle size of less than or equal to 0.15 mm; and (3) carrying out surface impurity removal treatment on the second sludge suspension, and then adding a dispersing agent and a diluting agent for mixing to obtain the waste ceramic polishing sludge slurry with the concentration of 40-50%. The preparation method is simple in process and low in cost, and the prepared waste ceramic polishing sludge slurry has good dispersibility and stability, so that the resource utilization rate of the waste ceramic polishing sludge is improved, waste can be changed into valuable, the landfill treatment of the waste ceramic polishing sludge is reduced, and the pollution of the waste ceramic polishing sludge to the environment is reduced.)

废弃陶瓷抛光淤泥浆料及其制备方法

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种废弃陶瓷抛光淤泥浆料及其制备方法。

背景技术

我国是建筑陶瓷生产及消费大国。据文献统计，我国每年产生陶瓷抛光废料多达1000万吨。如此大量的固体废料对环境和人的危害很大，所以对陶瓷废料的再利用研究具有重要的意义。目前，有人利用陶瓷废料生产多孔陶瓷，将陶瓷废料加入到配方中，但这种处理方法能耗大、成本高，且产量小、处理量有限，并不适合推广借鉴。万冬梅和彭刚利用陶瓷废料开发固体混凝土材料，但这种方法需要使用较多的高强粘结剂且成型比较复杂，也并不适合广泛应用。在国外，40％以上的陶瓷废料会再循环利用，余下的会制备成陶瓷废料粉提供给其它能使用的工厂使用。而我国企业最主要的方法还是填埋，大量堆积的陶瓷废料挤占土地，严重污染人类赖以生存的水、空气和土壤环境，这与生态环境的矛盾越来越尖锐，急切寻求更为合理有效的处理方法。

石正国等研究表明：掺加5％～10％的废弃陶瓷抛光淤泥可改善混凝土的工作性能、提高混凝土各龄期抗压强度，同时混凝土的耐久性也得到显著提高。但当陶瓷抛光淤泥掺量超过20％时，混凝土的力学性能和耐久性均大幅度下降。在华南理工大学王功勋的博士论文《陶瓷抛光淤泥特性及综合利用研究》(2008年)一文中披露了抛光淤泥具有一定的火山灰活性，常温条件下其水泥胶砂强度活性指数可达84％，具有作为辅助胶凝材料的潜在性。

废弃陶瓷抛光淤泥直接成分中含有较多的二氧化硅和三氧化铝，因此是一种廉价的活性掺合料，但由于废弃陶瓷抛光淤泥中含有部分碎瓷或木条或纸屑等杂质，很难直接利用。废弃陶瓷抛光淤泥大部分利用压榨、烘干、分选、粉磨方式进行处理再资源化利用，直接成本很高且能耗较大、效率较低，直接加水后又较难形成稳定的悬浮液，在短时间内灰形成沉淀状态，因此很难形成稳定的淤泥浆料，限制了其在混凝土中的大量应用。需要我们思考是否可以通过将废弃陶瓷抛光淤泥制备成性能稳定的浆料，从而实现废弃陶瓷抛光淤泥在混凝土中的大量应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种废弃陶瓷抛光淤泥浆料及其制备方法，旨在解决现有废弃陶瓷抛光淤泥浆料不稳定的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种废弃陶瓷抛光淤泥浆料的制备方法，包括如下步骤：

收集废弃陶瓷抛光淤泥，然后将所述废弃陶瓷抛光淤泥稀释成浓度为50-55％的第一淤泥悬浮液；

将所述第一淤泥悬浮液依次进行沉淀处理和过滤处理，得到粒径≤0.15mm的第二淤泥悬浮液；

将所述第二淤泥悬浮液进行表面除杂处理，然后加入分散剂和稀释剂混合，得到浓度为40％～50％的废弃陶瓷抛光淤泥浆料。

本发明提供的废弃陶瓷抛光淤泥浆料的制备方法，先将收集的废弃陶瓷抛光淤泥初步稀释成具有一定分散性的浓度为50-55％的第一淤泥悬浮液，然后沉淀、过滤后得到具有良好活性指数的粒径≤0.15mm的第二淤泥悬浮液，最后将第二淤泥悬浮液加入分散剂和稀释剂混匀，形成最终浓度为40％～50％的废弃陶瓷抛光淤泥浆料；该制备方法工艺简单，成本低，制得的废弃陶瓷抛光淤泥浆料具有良好的分散性和稳定性，从而提高了废弃陶瓷抛光淤泥的资源化利用率，可以变废为宝，减少对废弃陶瓷抛光淤泥的填埋处理，降低废弃陶瓷抛光淤泥对环境的污染。

本发明另一方面提供一种废弃陶瓷抛光淤泥浆料，所述废弃陶瓷抛光淤泥浆料为本发明的上述废弃陶瓷抛光淤泥浆料的制备方法得到的废弃陶瓷抛光淤泥浆料。

本发明提供的废弃陶瓷抛光淤泥浆料由本发明的特有制备方法制得，这样得到的废弃陶瓷抛光淤泥浆料具有良好的分散性和稳定性，从而提高了废弃陶瓷抛光淤泥的资源化利用率，可以变废为宝，减少对废弃陶瓷抛光淤泥的填埋处理，降低废弃陶瓷抛光淤泥对环境的污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，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制备废弃陶瓷抛光淤泥浆料的装置的结构示意图；

其中，图中各附图标记：

1第一沉淀池；1-1第一搅拌机；1-2第二搅拌机；1-3隔墙；1-4过滤阀；

2第二沉淀池；2-1第三搅拌机；

3混合池；3-1第四搅拌机；

4储存罐；4-1循环泵；

51第一过滤头；61第一泵机；71第一泵管；

52第二过滤头；62第二泵机；72第二泵管；

53第三过滤头；63第三泵机；73第三泵管。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一方面，本发明实施例提供了一种废弃陶瓷抛光淤泥浆料的制备方法，包括如下步骤：

S01：收集废弃陶瓷抛光淤泥，然后将所述废弃陶瓷抛光淤泥稀释成浓度为50-55％的第一淤泥悬浮液；

S02：将所述第一淤泥悬浮液依次进行沉淀处理和过滤处理，得到粒径≤0.15mm的第二淤泥悬浮液；

S03：将所述第二淤泥悬浮液进行表面除杂处理，然后加入分散剂和稀释剂混合，得到浓度为40％～50％的废弃陶瓷抛光淤泥浆料。

本发明实施例提供的废弃陶瓷抛光淤泥浆料的制备方法，先将收集的废弃陶瓷抛光淤泥初步稀释成具有一定分散性的浓度为50-55％的第一淤泥悬浮液，然后沉淀、过滤后得到具有良好活性指数的粒径≤0.15mm的第二淤泥悬浮液，最后将第二淤泥悬浮液加入分散剂和稀释剂混匀，形成最终浓度为40％～50％的废弃陶瓷抛光淤泥浆料；该制备方法工艺简单，成本低，制得的废弃陶瓷抛光淤泥浆料具有良好的分散性和稳定性，从而提高了废弃陶瓷抛光淤泥的资源化利用率，可以变废为宝，减少对废弃陶瓷抛光淤泥的填埋处理，降低废弃陶瓷抛光淤泥对环境的污染。

本发明实施例所之比的废弃陶瓷抛光淤泥浆料为混凝土用废弃陶瓷抛光淤泥浆料。

在一个实施例中，将所述废弃陶瓷抛光淤泥稀释成浓度为50-55％的第一淤泥悬浮液的步骤包括：加水搅棒10-15min。如果第一淤泥悬浮液中固体浓度大于55％，会很粘稠，不易分散均匀，不易于大颗粒沉淀在底部，通过大量试验研究表明，最终加入分散剂的废弃陶瓷抛光淤泥浆料稀释到40％～50％能形成稳定浆料，不易分层；所以初始稀释时，将淤泥稀释到50-55％的浓度最佳。

在一个实施例中，，所述过滤处理包括用直径≤0.15mm的过滤网进行抽滤。例如，通过直径0.15mm的过滤网过滤，可以将粒径大于0.15mm的颗粒去除，从而得到的悬浮液中颗粒粒径小于0.15mm。如果粒径太大，会降低淤泥的活性指数。

在一个实施例中，所述稀释剂包括水。所述分散剂包括五聚磷酸钠、十三烷基钠、硬脂酸单甘油酯、己烯基双硬脂酰胺和二乙酸钠中的至少一种；上述分散剂增加颗粒之间的排斥力，以克服颗粒间范德华吸引力所引起的团聚，从而起防沉降、降低浆料粘度的作用。进一步地，所述分散剂占所述陶瓷抛光淤泥浆料的质量分数为0.3～0.5％。即分散剂与废弃陶瓷抛光淤泥浆料总质量之比为3～5：1000。

在一个实施例中，先将所述第二淤泥悬浮液静置5-15min，去除液体表面杂质后搅拌3-5min。

在一个实施例中，将所述废弃陶瓷抛光淤泥稀释成浓度为50-55％的第一淤泥悬浮液之前，先测试所述废弃陶瓷抛光淤泥的含水量，从而可以确定加入水的量；加入分散剂和稀释剂混合之前，先测试所述第二淤泥悬浮液的含水量，从而可以确定加入水的量。

最终将制备的废弃陶瓷抛光淤泥浆料抽到储存罐中备用，储存罐中的循环泵需每隔12小时启动工作5-10分钟，防止废弃陶瓷抛光淤泥浆料沉淀分层，影响废弃陶瓷抛光淤泥浆料性能的稳定性。

最终的废弃陶瓷抛光淤泥浆料的固体浓度为40％～50％、平均粒径1～100μm、静置12小时不会发生沉降。而且耗能少，分散均匀，粘度低，可作为混凝土的辅助胶凝材料，充分利用了陶瓷抛光淤泥等廉价资源，具有环境和经济效益。

另一方面，本发明实施例还提供了一种废弃陶瓷抛光淤泥浆料，所述废弃陶瓷抛光淤泥浆料为本发明实施例的上述废弃陶瓷抛光淤泥浆料的制备方法得到的废弃陶瓷抛光淤泥浆料。

本发明实施例提供的废弃陶瓷抛光淤泥浆料由本发明实施例特有制备方法制得，这样得到的废弃陶瓷抛光淤泥浆料具有良好的分散性和稳定性，从而提高了废弃陶瓷抛光淤泥的资源化利用率，可以变废为宝，减少对废弃陶瓷抛光淤泥的填埋处理，降低废弃陶瓷抛光淤泥对环境的污染。

本发明实施例中，所述陶瓷抛光淤泥浆料中的颗粒平均粒径为1～100μm；所述陶瓷抛光淤泥浆料静置12小时，上下悬浮液的浓度差小于3％。

本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。

实施例1

一种制备废弃陶瓷抛光淤泥浆料的装置，如图1所示，包括：第一沉淀池1、第二沉淀池2、混合池3和储存罐4，所述第一沉淀池1、所述第二沉淀池2、所述混合池3和所述储存罐4顺次连通；

所述第一沉淀池1内设置有隔墙1-3，所述隔墙1-3将所述第一沉淀池1分成第一室和第二室(图未标注)，所述隔墙1-3设有过滤阀1-4将所述第一室和所述第二室连通；所述第一室内1设置有第一搅拌机1-1，所述第二室内1设置有第二搅拌机1-2，所述第二沉淀池2内设置有第三搅拌机2-1，所述混合池3内设置有第四搅拌机3-1，所述储存罐4内设置有循环泵4-1。

所述第一沉淀池1和所述第二沉淀池2之间设置有第一泵机61，所述第一泵机61靠近所述第一沉淀池1的一端设置有第一过滤头51；所述第二沉淀池2与所述混合池3之间设置有第二泵机62，所述第二泵机62靠近所述第二沉淀池2的一端设置有第二过滤头52；所述混合池3与所述储存罐4之间设置有第三泵机63，所述第三泵机63靠近所述混合池3的一端设置有第三过滤头53；第一泵机61与第二沉淀池2之间通过第一泵管71连接，第二泵机62与混合池3之间通过第二泵管72连接，第三泵机63与储存罐4之间通过第三泵管73连接。

第一过滤头51、第二过滤头52和第三过滤头53内设置有直径≤0.15mm的过滤网。

上述装置使用时，先将废弃陶瓷抛光淤泥投入沉淀池1的第一室，并加水，第一搅拌机1-1搅拌10-15分钟，稀释成50-55％浓度的悬浮液；通过隔墙1-3上的控制阀1-4，上层悬浮液流入沉淀池1的第二室，第二搅拌机1-2继续搅拌3-5分钟；利用第一泵机61泵入第二沉淀2(第一泵机61上游设置的第一过滤头51设置的过滤网过滤，过滤后的悬浮液中颗粒粒径小于0.15mm)中，并静置5-15分钟，用相应工具将浮在液体表面的轻物质和泡沫去除，然后再第三搅拌机2-1搅拌3-5分钟；将S悬浮液利用第二泵机62泵入混合池3(第二泵机62上游设置的第二过滤头52同样设置过滤网过滤)中，在混合池3加入分散剂及水，第四搅拌机3-1搅拌1-2分钟，将废弃陶瓷抛光淤泥浆料稀释到40％～50％浓度的稳定浆料，最后抽到储存罐4中备用。

实施例2

一种混凝土用的废弃陶瓷抛光淤泥浆料的制备方法，在实施例1的装置中进行，包括以下步骤：

S11：测试废弃陶瓷抛光淤泥的含水率，称量投入第一沉淀池，并加水搅拌10-15分钟，稀释成50％浓度的悬浮液；

S12：将S11步骤制得的悬浮液通过过滤网将粒径小于0.15mm的悬浮液抽到第二沉淀池中，并静置5-15分钟，用勺子舀去浮在液体表面的杂质，然后搅拌3-5分钟；

S13：将S12步骤制得的悬浮液通过带滤网泥浆泵抽到混合池中，并测试含水率，在混合池中加入分散剂及水，搅拌1-2分钟，将废弃陶瓷抛光淤泥浆料稀释到50％浓度的稳定浆料，最后抽到储存罐中备用。

实施例3

一种混凝土用的废弃陶瓷抛光淤泥浆料的制备方法，在实施例1的装置中进行，包括以下步骤：

S21：测试废弃陶瓷抛光淤泥的含水率，称量投入第一沉淀池中，并加水搅拌10-15分钟，稀释成50％浓度的悬浮液；

S22：将S21步骤制得的悬浮液通过过滤网将粒径小于015mm的悬浮液抽到第二沉淀池中，并静置5-15分钟，用勺子舀去浮在液体表面的杂质，然后搅拌3-5分钟；

S23：将S22步骤制得的悬浮液通过带滤网泥浆泵抽到混合池中，并测试含水率，在混合池加入分散剂及水，搅拌1-2分钟，将废弃陶瓷抛光淤泥浆料稀释到40％浓度的稳定浆料，最后抽到储存罐中备用。

对比例1

除了不加分散剂外，其他条件同实施例2。

对比例2

除了最终将废弃陶瓷抛光淤泥浆料稀释到35％浓度的浆料，其他条件同实施例2。

对比例3

除了最终将废弃陶瓷抛光淤泥浆料稀释到30％浓度的浆料，其他条件同实施例2。

性能测试

对实施例2～3、对比例1～3得到的废弃陶瓷抛光淤泥浆料，进行静置不同时间后的沉降测试，实验数据见表1：

表1

从表1来看，对比例1不添加分散剂，与实施例1对比，静置6h、12h均明显分层，悬浮液不稳定，静置12h时上下层悬浮液浓度差为65％；对比例2中将废弃陶瓷抛光淤泥浆料稀释到35％浓度的浆料，与实施例1对比，静置6h、12h均明显分层，静置12h时上下层悬浮液浓度差为50.1％；对比例3中将废弃陶瓷抛光淤泥浆料稀释到30％浓度的浆料，与实施例1对比，静置6h浆料明显分层，静置12h浆料严重分层，上下层悬浮液浓度差为41.3％。通过大量试验，在本发明实施例所选取的分散剂、废弃陶瓷抛光淤泥浆料浓度范围为最优。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。