CaO含量对污泥陶粒性能的影响及优化

"CaO对污泥制备陶粒性能的影响研究" 本文主要探讨了污泥作为原料制备陶粒的过程中，CaO（氧化钙）含量对其性能的影响。陶粒是一种轻质骨料，通常由黏土、页岩或其他工业废弃物如污泥经过高温烧结形成。在污水处理过程中产生的污泥，含有丰富的硅酸盐（SiO2）和铝酸盐（Al2O3）等无机物质，因此具有潜在的资源化利用价值。 研究中，作者刘明伟、唐金花和许国仁选取了污水污泥和河道底泥作为原料，通过调整原料中的CaO含量，观察其对陶粒性质的改变。实验结果显示，当污泥原料中的CaO含量在2.25%至4.5%的范围内时，所制备的陶粒表现出较低的吸水率，同时松散容重和颗粒表观密度相对较大，这有利于陶粒在建筑和填充领域的应用。 当CaO含量达到3%时，陶粒的性能进一步优化。此时，陶粒的表面结构变得更加致密，孔隙的平均孔径减小，且表面呈现出玻璃化的特性。这种玻璃化现象是由于CaO在烧结过程中与硅酸盐和铝酸盐反应形成的非晶态物质，有助于提高陶粒的物理稳定性和耐久性。 通过X射线衍射（XRD）分析，研究发现陶粒的主要晶体组成包括石英、钠长石、钙长石、赤铁矿、蓝晶石和顽辉石等。这些矿物的形成与CaO在烧结过程中的化学反应密切相关，它们的组合有助于增强陶粒的结构强度。 特别是在CaO含量为3%时，陶粒的抗压强度最高，达到了15.47MPa，这表明其具有良好的力学性能，适合用作建筑材料。同时，这个CaO含量也使得陶粒中的重金属浸出量达到最低，从而降低了陶粒在使用过程中可能带来的环境风险。 污泥和河道底泥作为原料，通过适当控制CaO含量，尤其是维持在2.25%至4.5%之间，可以有效制备出性能优良的轻质陶粒。这一研究结果不仅提供了污泥资源化利用的新途径，也为环保和建筑材料领域提供了有价值的技术参考。关键词包括市政工程、污水污泥、河道底泥、轻质陶粒和CaO。