專利名稱：油田污泥燒結(jié)建筑砌塊的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及用油田污泥燒結(jié)建筑砌塊的方法。
背景技術(shù)：
油田污泥是油田污水處理的副產(chǎn)品，來(lái)自于原油采出液帶到地面的固體顆粒(砂巖、石灰?guī)r等含油層的細(xì)小巖屑、粘土或淤泥)和容器內(nèi)物質(zhì)的反應(yīng)生成物。它的主要成份隨地質(zhì)條件、生產(chǎn)工藝的不同而各異，通常主要成份為碳酸鈣、礦物油、硅酸鹽、水份及可溶性鹽等。經(jīng)過處理后壓濾的含油污泥外觀為黑褐色或灰色塊狀固體，有明顯的油味。目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有油田450多個(gè)，石油開采所產(chǎn)生的大量油田污泥，除小部分作為鉆井中泥漿循環(huán)使用外，還有少量經(jīng)處理后的含油污泥用于農(nóng)林業(yè)、鋪路或進(jìn)行填埋、焚燒等，而更多的含油污泥則是擇地進(jìn)行堆放，有時(shí)甚至不惜侵占大量的耕地。由于污泥中含有可溶性鹽、少量有害金屬及一定量的礦物油等成份，因此不僅直接污染了土壤、地表水和地下水，而且也造成了石油資源的流失浪費(fèi)。據(jù)估計(jì)，我國(guó)年產(chǎn)含油污泥近300萬(wàn)噸，隨著大多數(shù)油田開采進(jìn)入“三高”階段，要保持原油產(chǎn)量就要加大注水量，含油污泥生成量還會(huì)隨之增加。
到目前為止，由于還缺乏經(jīng)濟(jì)、成熟的含油污泥處理技術(shù)。露天堆放、填埋處理方式對(duì)當(dāng)?shù)氐耐寥篮退w環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，因此含油污泥已成為石油企業(yè)的沉重負(fù)擔(dān)。從保護(hù)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，如何更好地處理含油污泥，對(duì)其進(jìn)行深度的開發(fā)利用，變廢為寶，一直是人們所關(guān)注的問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種用油田污泥為原料燒結(jié)制備建筑砌塊的方法，其目的是使油田污泥成為資源再利用，變廢為寶，保護(hù)環(huán)境，并充分利用污泥中的燃油熱量。
本發(fā)明的技術(shù)方案是油田污泥燒結(jié)建筑砌塊的制備方法，將油田污泥、粘土、輔助料混合配料，需要時(shí)可加入水；經(jīng)過混料、陳化、成型、干燥及燒結(jié)工藝處理后，使之成為建筑砌塊。
其具體的制備方法如下1.原料處理油田污泥一般含有可溶性鹽成份，可溶性鹽在砌塊干燥過程或使用中，會(huì)在表面形成“泛霜”現(xiàn)象，泛霜導(dǎo)致表層剝落及結(jié)構(gòu)疏松，使強(qiáng)度下降，因此要對(duì)油田污泥進(jìn)行洗鹽處理，洗鹽處理的方法為水洗，使制品中的可溶性鹽含量控制在0.5％以下。對(duì)粘土原料，最好是控制其粒度在100目以下，以提高粘土的分散性和粘結(jié)性。
2.配料將原料按重量比，粘土20～80，油田污泥20～80，外加輔助料為粘土和油田污泥總量的0.1～30％，進(jìn)行配料。輔助料可以是粘結(jié)劑、工業(yè)廢渣中的一種或幾種的混合物，混合物的組份為任意配比。所述的粘結(jié)劑為磚瓦粘結(jié)劑、水玻璃等中的任意一種或二種以上的混合，二種以上的混合時(shí)為任意配比。所述的工業(yè)廢渣為礦渣、粉煤灰等中的任意一種或二種以上的混合，二種以上的混合時(shí)為任意配比。輔助料的作用增強(qiáng)砌塊的強(qiáng)度，減小“泛霜”的影響，降低燒結(jié)溫度，改善物料的物理和化學(xué)性能，有利于提高制品的質(zhì)量。
由于各地的粘土質(zhì)量不一，同一油田在不同時(shí)期其污泥成份也存在著較大的差異，因此配方中各原料的配比量要根據(jù)所用原料的化學(xué)組成、礦物組成及所選用的工藝流程，如混料方式、成型方式、成型壓力、燒結(jié)制度等因素來(lái)進(jìn)行綜合考慮，按照上述范圍值制定合理的配方。
3.混料混料的目的是為了讓原料充分地分散并混合均勻?；炝峡刹捎脙煞N方式①干法或半干法混料采用既可將原料進(jìn)行充分混合，又可對(duì)原料進(jìn)一步粉碎的方式最好。當(dāng)物料水份過低時(shí)，則補(bǔ)充水至混合料水份在4-10％。其特點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，易于操作。②濕法混料加入總物料量30-50％的水，進(jìn)行濕法混合，混合均勻后，將混合料干燥至適合成型的水份4-10％，如采用球磨機(jī)進(jìn)行混合磨料。其特點(diǎn)是原料混合非常均勻，同時(shí)原料顆粒細(xì)小，配方中污泥含量可以加大，燒后產(chǎn)品強(qiáng)度高，外觀質(zhì)量較好。
4.陳化將混料后水份達(dá)到要求的物料進(jìn)行陳化。陳化可以使原料中各成份進(jìn)一步均化，有利于改善物料性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量。陳化過程一般需1～7天。
5.成型成型方法和成型壓力對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，成型方法可采用擠壓成型或壓制成型。擠壓成型時(shí)，物料水份含量高，成型壓力較小，制品的強(qiáng)度不如壓制成型高，但工藝過程相對(duì)簡(jiǎn)單。為了提高配方中油田污泥的含量及產(chǎn)品的強(qiáng)度，最好采用半干壓法或干壓法成型，成型壓力盡可能大一些，以保證產(chǎn)品的強(qiáng)度。成型壓力控制在大于4.0MPa。
6.干燥成型后的制品，可在干燥室中進(jìn)行干燥，也可在露天自然干燥。
7.燒結(jié)將干燥后的制品放入高溫爐中焙燒，焙燒過程中，均應(yīng)保持良好的氧化氣氛，燒結(jié)溫度范圍為800-1200℃，在最溫區(qū)需保溫1～3小時(shí)，使之燒結(jié)為具有一定強(qiáng)度的建筑砌塊。
該制備方法的優(yōu)點(diǎn)在于①油田污泥作為建筑砌塊的主要成份使用，處理量大，不僅可以有效地消耗掉污泥，還可以節(jié)約砌塊中的粘土，有利于保護(hù)耕地；②對(duì)污泥采用燒結(jié)固化的方法，消除了重金屬對(duì)環(huán)境的污染；③由于對(duì)油田污泥進(jìn)行的是高溫?zé)Y(jié)處理，污泥中的石油在高溫下可以進(jìn)行充分燃燒，因此不僅可以充分地利用污泥中燃油的熱能，還可以降低燒結(jié)成本，是一項(xiàng)既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保的處理措施；④燒制后的建筑砌塊可獲得較大的氣孔率，因此具有容重輕、隔熱保溫的特性，是一種具有良好應(yīng)用前景的生態(tài)建筑材料。
采用以上方法制備的砌塊，其小樣制品抗壓強(qiáng)度最高可達(dá)到70MPa，因此可廣泛應(yīng)用于承重與非承重墻體，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，還可以制作成多孔建筑砌塊，是一種有效利用油田污泥的方法，具有非常良好的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
本制備方法中所用粘土和含油污泥化學(xué)成份如下表所示。

將上述粘土和油田污泥粉碎后，按重量比為70∶30進(jìn)行配料，外加粘土和油田污泥總重量0.2％的磚瓦粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑可以提高試樣的強(qiáng)度、減少收縮率及裂紋。采用攪拌的方式對(duì)物料進(jìn)行混合，邊攪拌邊加入水至混合料水份為7.5-8.5％，混合均勻后，將其置于密封的塑料袋中進(jìn)行陳化。陳化48小時(shí)后，在壓機(jī)上壓制成型為Φ40mm×10mm規(guī)格的試樣，成型壓力為8.0MPa。將成型后的制品放入烘箱中在100℃下干燥兩小時(shí)，取出放入高溫爐中焙燒，于1050℃下保溫1.5小時(shí)后，隨爐冷卻得產(chǎn)品。燒結(jié)試樣經(jīng)測(cè)試，其抗壓強(qiáng)度為36.5MPa，容重為2.0g/cm3，氣孔率為18.7％。
實(shí)施例2稱取實(shí)施例1中的油田污泥500克，在500ml水中進(jìn)行充分淘洗后，過濾除去大部分可溶性鹽。將實(shí)施例1中的粘土和經(jīng)洗鹽處理后的油田污泥按重量比為50∶50進(jìn)行稱量，外加油田污泥和粘土總重量35％的水和油田污泥和粘土總重量0.5％的水玻璃。將上述物料置于球磨機(jī)中球磨，控制粒度在萬(wàn)孔篩余小于15％。將料漿倒出后自然干燥至水份為5.0-6.5％，置于密封的塑料袋中進(jìn)行陳化。陳化36小時(shí)后，在壓機(jī)上壓制成型為Φ60mm×50mm規(guī)格的試樣，成型壓力為12.0MPa。在室外自然干燥5天后，置于高溫爐中焙燒，在1100℃下保溫兩小時(shí)后，隨爐冷卻得產(chǎn)品。燒結(jié)試樣經(jīng)測(cè)試，其抗壓強(qiáng)度為16.3MPa，容重為1.7g/cm3，氣孔率為25.6％。
實(shí)施例3將實(shí)施例1中的粘土和油田污泥按65∶35的比例配成主料，外加粘土和油田污泥總量25％的粉煤灰和油田污泥和粘土總重量0.5％的水玻璃作為輔助料，將上述物料置于球磨機(jī)中，加入物料總量40％的水，然后進(jìn)行球磨，控制物料的粒度在萬(wàn)孔篩余小于12％。料漿倒出后自然干燥至水份為4.5-5.5％，置于密封的塑料袋中進(jìn)行陳化。陳化36小時(shí)后，在壓機(jī)上壓制成型為Φ60mm×50mm規(guī)格的試樣，成型壓力為15.0MPa。在室外自然干燥5天后，置于高溫爐中焙燒，在1050℃下保溫兩小時(shí)后，隨爐冷卻得產(chǎn)品。燒結(jié)試樣經(jīng)測(cè)試，其抗壓強(qiáng)度為19.6MPa，容重為1.6g/cm3，氣孔率為22.4％。
權(quán)利要求
1.油田污泥燒結(jié)建筑砌塊的制備方法，其特征是包括以下步驟1).配料將原料按重量比，粘土20～80，油田污泥20～80，外加輔助料為粘土和油田污泥總量的0.1～30％，進(jìn)行配料，所述的總配料量中的可溶性鹽含量控制在0.5％以下，若大于此值，則要對(duì)油田污泥進(jìn)行洗鹽處理；2).混料混料可采用兩種方式①干法或半干法混料對(duì)原料進(jìn)行充分混合，調(diào)整混合料水份占總重量的4-10％；②濕法混料加入總物料量30-50％的水，進(jìn)行濕法混合，然后干燥至水份占總重量的4-10％，如采用球磨機(jī)進(jìn)行混合磨料；3).陳化將混料后水份達(dá)到4-10％的物料進(jìn)行陳化，陳化1-7天；4).成型采用半干壓法或干壓法成型，成型壓力大于4.0MPa；5).干燥成型后的制品，可在干燥室中進(jìn)行干燥，也可在露天自然干燥；6).燒結(jié)將干燥后的制品放入高溫爐中焙燒，燒結(jié)溫度為800-1200℃，在高溫區(qū)保溫1～3小時(shí)后，隨爐冷卻得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田污泥燒結(jié)建筑砌塊的制備方法，其特征是當(dāng)所述的油田污泥可溶性鹽含量較高，且制品配方中的可溶性鹽含量在0.5％以上時(shí)，需對(duì)油田污泥進(jìn)行洗鹽處理，使控制在0.5％以下，洗鹽處理的方法為水洗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田污泥燒結(jié)建筑砌塊的制備方法，其特征是所述的粘土，其粒度越小越好，最好是控制在100目以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田污泥燒結(jié)建筑砌塊的制備方法，其特征是所述的外加輔助料為粘結(jié)劑、工業(yè)廢渣中的一種或幾種的混合物，混合物的組份為任意配比。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田污泥燒結(jié)建筑砌塊的制備方法，其特征是所述的粘結(jié)劑為磚瓦粘結(jié)劑、水玻璃中的任意一種或二種的混合，二種混合時(shí)為任意配比。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田污泥燒結(jié)建筑砌塊的制備方法，其特征是所述的工業(yè)廢渣為礦渣、粉煤灰中的任意一種或二種混合，二種混合時(shí)為任意配比。
全文摘要
本發(fā)明涉及用油田污泥燒結(jié)建筑砌塊的方法。油田污泥燒結(jié)建筑砌塊的制備方法，其特征是包括以下步驟1).配料將原料按重量比，粘土20～80，油田污泥20～80，外加輔助料為粘土和油田污泥總量的0.1～30％，進(jìn)行配料，所述的總配料中的可溶性鹽含量在0.5％以下；2).混料混料可采用兩種方式①干法或半干法混料，②濕法混料；3).陳化陳化1－7天；4).成型采用半干壓法或干壓法成型，成型壓力大于4.0MPa；5).干燥；6).燒結(jié)將干燥后的制品放入高溫爐中焙燒，燒結(jié)溫度為800－1200℃，在高溫區(qū)保溫1～3小時(shí)后，隨爐冷卻得產(chǎn)品。本發(fā)明使油田污泥成為資源再利用，變廢為寶，保護(hù)環(huán)境。
文檔編號(hào)C04B33/00GK1528530SQ03125450
公開日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者雷家珩, 童輝, 陳永熙, 巫輝, 郭麗萍, 劉丹, 楊順林 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)