摘 要：通過研究疏浚泥沙處理資源循環(huán)利用技術，將目前堆放成為環(huán)境難題的疏浚泥變?yōu)榭捎行Ю玫馁Y源，代替天然礦物原料研究生產(chǎn)建筑陶瓷的可行性，解決目前疏浚泥沙處理的環(huán)境污染、占用耕地及重金屬滲出等問題，開發(fā)具有良好裝飾效果的高檔陶瓷建材，實現(xiàn)建陶行業(yè)的資源循環(huán)利用。

關鍵詞：疏浚泥；資源循環(huán)利用；建筑陶瓷

1前 言

水體底泥污染是一個重要的環(huán)境問題。底泥中的污染物主要是重金屬、氮磷為主的營養(yǎng)物質和難降解的有機物。底泥的處理方法主要有原位處理和異位處理，原位處理的技術還不成熟，目前底泥處理多是進行異位處理，即疏浚。港口、航道為維持正常泄洪能力和保證內陸航道的暢通，保證湖泊的水質及蓄洪能力，所進行的疏浚工程會產(chǎn)生巨大的疏浚泥。珠江三角洲地帶水資源豐富，每年產(chǎn)生的疏浚泥超過8000萬m3。由于疏浚底泥具有泥量大、含水率較高、組成成分復雜的特點，容易產(chǎn)生二次污染，處置不當將對環(huán)境造成不利影響。

我國目前處于高速發(fā)展期，工程建設項目數(shù)量也日益遞增，對建陶的需求也與日俱增，隨著現(xiàn)有天然泥、砂等原料的消耗，建陶原料的供給不足帶來的矛盾也將日益突出，特別是優(yōu)質天然粘土的需求矛盾更為明顯。就廣東省而言，自1999年《廣東省采石取土管理規(guī)定》頒布后，開山取土逐步受到限制，更加劇了原料不足和建筑陶瓷產(chǎn)能日益增長的矛盾。目前，廣東省眾多建陶企業(yè)紛紛向周邊省區(qū)如廣西、湖南、江西等地購買礦物原料，運輸距離的增加大大提高了產(chǎn)品成本，或轉移到近原料產(chǎn)地發(fā)展，而且國家日益嚴格的護山護河措施，也逐步覆蓋到內陸省份，傳統(tǒng)的原料獲取方式長此以往很難補足原料缺口和支持陶瓷行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

本文研究使用疏浚泥沙作為再生資源生產(chǎn)建筑陶瓷技術，將目前在河海工程成為堆放難題的疏浚泥資源化利用代替天然粘土，一方面可減少疏浚泥對環(huán)境的嚴重破壞，而且有效減少建陶行業(yè)對優(yōu)質天然礦物原料的需求和開采。對建筑陶瓷行業(yè)可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境工程、河海工程均具有重要意義。

2 疏浚泥沙性能分析

疏浚泥多以淤泥、粘土為主，礦物成分主要是伊利石、綠泥石、高嶺石、蒙脫石等粘土礦物，此外還有長石、石英等非粘土礦物，部分夾雜有少量的白色貝殼等?；瘜W組分主要為SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、燒失量（有機質）等，這一化學組成非常接近于陶瓷原料中常用的高嶺土及蒙脫石膠結物，研究利用疏浚泥代替天然粘土作為膠結物，同時高嶺石類礦物可在高溫下形成SiO2·2Al2O3莫來石晶相，長石、石英等形成玻璃體，通過配方調整達到疏浚泥資源化利用和新陶瓷原料來源的雙重目的。

本研究的取樣為佛山某地疏浚泥1#樣品，120℃恒溫干燥后樣品對應的化學成分如表1。

從表1中可以看出，1#樣品的化學組成同普通建筑陶瓷生產(chǎn)中所使用的混合泥化學成分近似，燒失量也基本類似，但鐵含量、堿金屬、堿土金屬含量偏高，特別是其中Fe2O3含量遠高于普通所使用的混合泥，會帶來燒成氧化不好及降低配方溫度等問題。

疏浚泥有機質含量高，燒成過程易將粘土質礦物中的氧化鐵還原，疏浚泥中的貝殼屑等也將分解釋放出膨脹性氣體CO2，在快燒情況下，如排氣不好，會以微小封閉氣泡的形式均勻分散于熔化液相中，如生產(chǎn)拋光磚產(chǎn)品，可能產(chǎn)生針孔、熔洞等缺陷降低產(chǎn)品質量。此外，疏浚泥中較高的鐵含量會使坯體顏色變暗，故采用釉面裝飾方法，生產(chǎn)仿古釉面磚產(chǎn)品。

此外，對于使用疏浚泥沙生產(chǎn)建筑陶瓷，對其中可能富含的重金屬要考慮滿足建筑陶瓷的環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求，對1#樣品進行了可溶性鉛、鎘及固體污染物可溶性鉻測試，測試結果見表2。從檢測結果來看，其鉛、鎘含量滿足《環(huán)境標志產(chǎn)品技術要求陶瓷磚》（HJ/T297-2006）的相關技術指標，鉻含量滿足（GB15618-1995) 土壤環(huán)境質量標準一級要求。通過對配方的調整并采用相適應的釉面配方，將疏浚泥應用于建筑陶瓷，其技術路線是可行的。

3 樣品制備

因疏浚泥膠結性強、含水率高、鐵含量高，作為一種陶瓷原料不但要考慮其化學成份中的SiO2和Al2O3含量，還要考慮Fe2O3含量和有機質的燒失、漿料的性能等多個影響因素，特別注意的是為穩(wěn)定配方原料，取樣地點不同的疏浚泥應均化后方可使用。配方中使用的其他原料化學分析見表3。

經(jīng)反復實驗確定，按表4的干重質量比例配比原料。過程如下：取疏浚泥及各原料進行干燥，按干料比例1:0.5加入水，少量CMC及水玻璃、STPP共同混合球磨，測試漿料細度達到250目篩余為0.3%～0.8%后放漿過100目篩，漿料經(jīng)微波干燥、手工造粉、陳腐后以15MPa壓力用小壓機成形為300mm×300mm規(guī)格陶瓷樣品，進烘箱于180℃恒溫干燥至坯體含水率<0.5%，再放入輥道窯在1195℃下燒成，燒成時間為68min。

4 樣品性能分析

對所制備的陶瓷樣品進行斷裂模數(shù)、吸水率、熱震性、耐酸堿等理化指標測試， 同時對環(huán)境要素的放射性進行檢驗，結果匯總于表5中。

我們根據(jù)環(huán)境標志產(chǎn)品要求對樣品進行鉛、鎘測試，實驗樣品測試指標如表6所示。

從實驗可以看出，實驗過程方法及產(chǎn)品設計配方溫度同一般仿古磚制品坯體制備過程類似，并未明顯改變陶瓷生產(chǎn)工藝過程；從斷裂模數(shù)、抗熱震性、耐酸堿等產(chǎn)品檢測性能上來看，疏浚泥的加入未影響陶瓷產(chǎn)品的各項主要指標；從重金屬溶出、放射性檢測等方面來看，均滿足環(huán)境標志產(chǎn)品的要求；可見利用疏浚泥進行資源循環(huán)利用生產(chǎn)建筑陶瓷是可行的。

5 結 論

對江河疏浚泥沙進行研究，代替高嶺土類原料生產(chǎn)建筑陶瓷，利用這一低品質原料替代高品質原料，資源循環(huán)利用生產(chǎn)建筑陶瓷，減少了天然礦物原料的消耗，具有領先水平和行業(yè)示范意義；目前國內外陶瓷行業(yè)還沒有利用疏浚泥生產(chǎn)高檔陶瓷的先例，該種技術可深入研究，工藝技術具備行業(yè)推廣的可行性，該類新型陶瓷產(chǎn)品可作為一種循環(huán)經(jīng)濟和持續(xù)發(fā)展的實例。

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