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污泥替代硅质原料烧制水泥不仅将污泥中的有毒物质分解、固化,实现了污泥的无害化处理;而且部分替代了水泥生产的原料和燃料,实现了污泥的资源化利用。本文通过化学分析,宏观试验,XRD、SEM/EDS微观分析,研究了污泥对水泥生料易烧性、熟料矿物形成、熟料强度和凝结时间性能的影响,以及由污泥配料烧制而成的水泥中重金属的溶出情况,并对相关机理进行了探讨。1.利用杭州水业集团排放的污泥配料烧制水泥,KH=0.91,IM=1.30,SM=2.37,研究不同掺量对生料易烧性和熟料性能的影响。掺入适量的污泥能够加快游离氧化钙分析,从而促进熟料的烧成,能够提高熟料的抗折、抗压强度,尤其是早期强度,污泥掺量4wt.%-7wt.%,熟料的3天强度达到43MPa以上,28天强度达到70MPa以上。2.利用四堡污水厂污泥配料烧制水泥,KH不同,IM=1.30,SM=2.37,研究掺少量污泥(2wt.%)对生料易烧性和熟料强度的影响。KH较低时(0.88、0.91),少量污泥对生料的易烧性,强度影响不明显;当KH较高时(0.94、0.97),少量污泥的加入明显改善了生料的易烧性、提高了熟料的强度。3.利用四堡污水厂污泥配料烧制水泥,KH=0.91、0.94,IM=1.30,SM=2.37,不同污泥掺量对生料易烧性和熟料强度的影响。污泥掺量较少时(1wt.%),对生料的易烧性、熟料强度影响不大;污泥掺量较高时(>4wt.%),不利于熟料的烧成,降低了熟料的强度。4.XRD分析表明污泥的掺入对熟料主要矿物没有明显影响,熟料主要矿相是C3S,C2S,C3A和C4AF。SEM/EDS分析表明自来水厂污泥使得C3S,C2S晶粒均匀,致密,污水厂污泥使得C3S,C2S晶粒不均匀,松散。5.污泥配料烧制而成的水泥凝结时间正常,碱含量、氯离子含量、重金属滤出符合标准,不会对水泥和环境产生破坏性影响。掺适量污泥时,污泥中的微量元素起到了矿化剂和助熔剂的作用,降低了液相出现温度,促进了游离氧化钙吸收,对烧成有利;微量元素固溶到熟料矿物中改善了熟料的水化活性,提高了熟料强度。污泥替代硅质原料烧制水泥,不仅可实现污泥的无害化处置和资源化利用,也是提高水泥性能的重要技术措施。