《表8 正交试验结果及极差分析》

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《污泥陶粒焙烧制度优化及其对陶粒性能的影响》

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从表8可以看出:（1）通过正交试验可以制备出1000、1100、1200、1300 kg/m3密度等级的污泥陶粒。对堆积密度影响程度最大的因素是烧结温度，其次分别是预热时间、升温速率、烧结时间、预热温度。对陶粒1 h吸水率影响程度最大的因素是烧结温度，其次分别是预热温度、预热时间、烧结时间、升温速率。（2）随着烧结温度的升高，污泥陶粒的堆积密度呈现逐渐减小的趋势，在烧结温度1130℃时堆积密度最大，在烧结温度1190℃时堆积密度最小。烧结温度较低时，陶粒焙烧不充分，表面没有形成釉层，未能包裹内部气体，气体逸出体积变小，堆积密度较大。烧结温度为1150～1190℃时，陶粒表面形成的釉层刚好能够包裹内部气体，随着烧结温度的升高，产气量逐渐增加，陶粒体积膨胀，堆积密度逐渐变小。预热温度为300～350℃时，碳化程度低，使得高温阶段产气不足，陶粒难以膨胀；预热温度为350～400℃时，预热阶段陶粒碳化彻底，高温下产气量较多，使得陶粒膨胀，密度降低；预热温度为400～450℃时，虽然预热阶段碳化彻底，但随着预热温度的升高，预热阶段产生的气体逸出量增多，影响到高温阶段陶粒的膨胀，从而使得陶粒体积变小，密度增大。因此，预热温度选择400℃，烧结温度选择1190℃。（3）随着烧结温度的升高，陶粒的吸水率呈先减小后增大的趋势，在烧结温度为1170℃时吸水率最小。温度较低时，陶粒表面粗糙未能形成釉层；烧结温度较高时，陶粒产生更多的液相，向陶粒内部回填，此时气体向外逸出形成逸出通道出现部分连通孔，使得吸水率略有升高。预热时间10 min时，预热时间太短碳化不彻底，高温阶段产气量不足，陶粒膨胀效果不明显；随着预热时间的延长，碳化程度加深，高温阶段产气量增多，陶粒膨胀体积变大，堆积密度变小；预热时间30 min时，预热时间过长，此时碳化较彻底，但预热产生的气体逸出量增多，影响到高温阶段陶粒的膨胀过程，使得陶粒堆积密度变大。因此，烧结温度选择1170℃，预热时间选择20 min。（4）对堆积密度影响较大的因素是烧结温度和预热时间。对陶粒1 h吸水率影响较大的因素是烧结温度和预热温度。烧结时间、升温速率对陶粒堆积密度和吸水率的影响不明显，因此，选择烧结时间10 min，升温速率30℃/min。综合5种因素对陶粒性能的影响，确定最佳焙烧工艺参数为:预热温度400℃，预热时间20 min，烧结温度1170℃，烧结时间10 min，升温速率30℃/min，在干污泥掺量为20%条件下可烧制出堆积密度为996 kg/m3，1 h吸水率为0.12%的污泥陶粒。