油泥干渣中重金属的固定方法、多孔陶粒及应用
技术领域
本发明涉及固废处理技术领域，特别涉及一种油泥干渣中重金属的固定方法、多孔陶粒及应用。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
油泥干渣是油泥处置过程中产生的干渣，油泥是在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物。含有大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质和铜、锌、铬、汞等重金属，若不加以处理直接排放，不但占用大量耕地，而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染。目前，油泥己经被国家列为危险废物。现今国内外处理油泥方法一般有：焚烧法、生物处理法、热洗涤法、溶剂萃取法、化学破乳法、固液分离法等。油泥处理后产生的干渣仍然会含苯，甲苯，乙基苯等有机化合物及铜、锌、铬、汞等重金属，需要进一步深度处理，彻底实现无害化、资源化，现有的油泥干渣大多采用直接填埋的方法进行处置，不仅占用耕地，而且对周边环境造成污染。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种油泥干渣中重金属的固定方法、多孔陶粒及应用。
为了解决以上技术问题，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：
一种油泥干渣中重金属的固定方法，包括如下步骤：
将油泥干渣、造纸污泥和高岭土混合、球磨和造粒，得坯体料；
将钾长石制成钾长石浆料，并将钾长石浆料均匀喷涂于制备得到的坯体料上；
干燥后，烧结。
油泥干渣：是指在石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废物热脱附后产生的废物。
造纸污泥：是指造纸废水处理过程中产生的沉淀物，含有大量的木质纤维、糖类、盐和高岭土等，燃烧时可以产生大量的热量。
向烧结体系中加入造纸污泥，其作用一方面可代替部分高岭土，节约处置成本。另由于造纸污泥中含有的大量的木质纤维在烧结过程中气化燃烧，在坯体内部产生有利于各类重金属处置的还原性气氛，同时使坯体产生较多孔隙，燃烧的热量可以干化坯体中的水分，降低处置能耗，而且烧结后形成的微细多孔可有效增加陶粒的隔热隔音和过滤效能，从而更大范围用于做路基骨料、隔热支撑材料、隔音支撑材料和过滤材料等。
干燥过程中将钾长石浆料均匀喷涂到坯体粒上进行烧结，在坯体表面形成一层致密的釉膜，该釉膜与胚体表面层结合后，经高温烧结，形成一层致密的玻璃相裹覆，从而达到进一步封闭油泥干渣中各类重金属离子的目的。
在一些实施例中，油泥干渣、造纸污泥、高岭土和钾长石的重量比为30-50:20-40：10-20：15-25。该处的重量比为折合为干料后的重量比。
在一些实施例中，油泥干渣、造纸污泥和高岭土三种物料混合球磨后的细度为100-200目，此细度可保证油泥干渣中各类重金属的有效分散，均匀分布于坯体结构中，可有效保证烧结后所有重金属离子形成新的晶格结构，并有效被陶粒种的玻璃相完整裹覆；加入水调节含水率，达到适宜挤压造粒的含水率(20-50％)，进行造粒。
在一些实施例中，将钾长石球磨至细度为200-300目，此粒度可更加有效的形成烧结后的玻璃相裹覆，加水调节含水率为至适合覆膜成型的含水率(30-40％)。
进一步的，造粒后的坯体料的直径为3-10mm，长度为10-20mm。
进一步的，烧结的温度为950-1100℃，烧结的时间为15-30min。
一种多孔陶粒，由上述油泥干渣中重金属的固定方法制备而得。
所述多孔陶粒在制备路基骨料、隔热材料和隔音材料中的应用。
本发明的以上一个或多个实施例的有益效果为：
向烧结体系中加入造纸污泥可代替部分高岭土，节约处置成本。由于造纸污泥中含有的大量的木质纤维在烧结过程中气化燃烧，使坯体产生较多孔隙，燃烧的热量可以干化坯体中的水分，降低处置能耗，而且烧结后形成的多孔陶粒可用于做路基骨料、隔热支撑材料和隔音支撑材料等。
干燥过程中将钾长石浆料均匀喷涂到坯体粒上进行烧结，在坯体表面形成一层致密的釉膜，达到封闭油泥干渣中的重金属的目的。
附图说明
图1为实施例1制备的陶瓷骨粒的形貌图；
图2为实施例2制备的陶瓷骨粒的形貌图；
图3为实施例3制备的陶瓷骨粒的形貌图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
油泥干渣中重金属的固定方法，包括如下步骤：
将油泥干渣、造纸污泥和高岭土混合、球磨至细度为100-200目，调节含水率为25％，造粒，得坯体料，坯体料的直径为4mm，长度为15mm；
将钾长石球磨至200目后，加水调节含水率为35％，制成钾长石浆料，并将钾长石浆料均匀喷涂于制备得到的坯体料上；
油泥干渣、造纸污泥、高岭土、钾长石的重量比为40:30:15:20。该处的重量比为折合为干料后的重量比；
将喷涂有钾长石浆料的坯体料干燥后，烧结，烧结的温度为1000℃，烧结时间为20min。
烧结后的陶粒骨粒形貌如图1，玻璃体多于晶粒，晶粒都被裹覆在玻璃体中，筒压强度6.8MPa，导热系数0.26w/(m.k)，采用火焰原子吸收分光光度法(危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别HJ749-2015)检测，浸出液重金属总浓度0.034mg/l。
实施例2
油泥干渣中重金属的固定方法，包括如下步骤：
将油泥干渣、造纸污泥和高岭土混合、球磨至细度为100-200目，调节含水率为40％，造粒，得坯体料，坯体料的直径为8mm，长度为20mm；
将钾长石球磨至200-300目后，加水调节含水率为40％，制成钾长石浆料，并将钾长石浆料均匀喷涂于制备得到的坯体料上；
油泥干渣、造纸污泥、高岭土、钾长石的重量比为50:40:10:20。该处的重量比为折合为干料后的重量比；
将喷涂有钾长石浆料的坯体料干燥后，烧结，烧结的温度为1100℃，烧结时间为30min。
烧结后的陶粒骨粒形貌如图2所示，晶粒都被裹覆在玻璃体中，筒压强度7.4MPa，导热系数0.43w/(m.k)，采用火焰原子吸收分光光度法(危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别HJ749-2015)检测，浸出液重金属总浓度0.0012mg/l。
实施例3
油泥干渣中重金属的固定方法，包括如下步骤：
将油泥干渣、造纸污泥和高岭土混合、球磨至细度为100-200目，调节含水率为50％，造粒，得坯体料，坯体料的直径为10mm，长度为10mm；
将钾长石球磨至200-300目后，加水调节含水率为30％，制成钾长石浆料，并将钾长石浆料均匀喷涂于制备得到的坯体料上；
油泥干渣、造纸污泥、高岭土、钾长石的重量比为30:20:20:25。该处的重量比为折合为干料后的重量比；
将喷涂有钾长石浆料的坯体料干燥后，烧结，烧结的温度为950℃，烧结时间为15min。
烧结后的陶粒骨粒形貌如图3所示，晶粒都被裹覆在玻璃体中，筒压强度6.05MPa，导热系数0.12w/(m.k)，采用火焰原子吸收分光光度法(危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别HJ749-2015)检测，浸出液重金属总浓度0.0045mg/l。
对比例1(球磨粒度大)
油泥干渣中重金属的固定方法，包括如下步骤：
将油泥干渣、造纸污泥和高岭土混合、球磨至细度为80目，调节含水率为25％，造粒，得坯体料，坯体料的直径为4mm，长度为15mm；
将钾长石球磨至100目后，加水调节含水率为35％，制成钾长石浆料，并将钾长石浆料均匀喷涂于制备得到的坯体料上；
油泥干渣、造纸污泥、高岭土、钾长石的重量比为40:30:15:20。该处的重量比为折合为干料后的重量比；
将喷涂有钾长石浆料的坯体料干燥后，烧结，烧结的温度为1000℃，烧结时间为20min。
烧结后的陶粒骨粒形貌如下图，玻璃体多于晶粒，晶粒都被裹覆在玻璃体中，筒压强度3.2MPa，导热系数0.43w/(m.k)，采用火焰原子吸收分光光度法(危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别HJ749-2015)检测，浸出液重金属总浓度0.82mg/l。
对比例2(球磨粒度大)
油泥干渣中重金属的固定方法，包括如下步骤：
将油泥干渣、造纸污泥和高岭土混合、球磨至细度为80目，调节含水率为40％，造粒，得坯体料，坯体料的直径为8mm，长度为20mm；
将钾长石球磨至100目后，加水调节含水率为40％，制成钾长石浆料，并将钾长石浆料均匀喷涂于制备得到的坯体料上；
油泥干渣、造纸污泥、高岭土、钾长石的重量比为50:40:10:20。该处的重量比为折合为干料后的重量比；
将喷涂有钾长石浆料的坯体料干燥后，烧结，烧结的温度为1100℃，烧结时间为30min。
烧结后的陶粒骨粒形貌如下图，晶粒都被裹覆在玻璃体中，筒压强度4.5MPa，导热系数0.58w/(m.k)，采用火焰原子吸收分光光度法(危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别HJ749-2015)检测，浸出液重金属总浓度0.68mg/l。
对比例3(球磨粒度大)
油泥干渣中重金属的固定方法，包括如下步骤：
将油泥干渣、造纸污泥和高岭土混合、球磨至细度为80目，调节含水率为50％，造粒，得坯体料，坯体料的直径为10mm，长度为10mm；
将钾长石球磨至100目后，加水调节含水率为30％，制成钾长石浆料，并将钾长石浆料均匀喷涂于制备得到的坯体料上；
油泥干渣、造纸污泥、高岭土、钾长石的重量比为30:20:20:25。该处的重量比为折合为干料后的重量比；
将喷涂有钾长石浆料的坯体料干燥后，烧结，烧结的温度为950℃，烧结时间为15min。
烧结后的陶粒骨粒形貌如下图，晶粒都被裹覆在玻璃体中，筒压强度3.0MPa，导热系数0.31w/(m.k)，采用火焰原子吸收分光光度法(危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别HJ749-2015)检测，浸出液重金属总浓度1.2mg/l。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
