电镀污泥作为电镀废水处理过程中的产物,含有大量有毒有害重金属,属于危险废物。将镀锌厂产生的电镀污泥与粉煤灰混合制备陶粒可有效地固化污泥中的重金属,降低环境污染的风险,实现资源化利用。本实验主要研究了利用镀锌厂污泥等固体废物制备陶粒的可行性,根据原料的理化性质进行配比的设计与优化,并探究不同烧制环境对陶粒性能(筒压强度、堆积密度、1h吸水率、孔隙率)的影响,最后结合理论分析与实地调研进行陶粒生产的工业设计和经济效益分析,得到结论如下:(1)不同的原料配比对陶粒的物理性能和重金属浸出毒性存在一定的影响,当配比为镀锌厂污泥20%、粉煤灰70%、黏土5%、碳粉5%时,陶粒物理性能为堆积密度582kg/m³,筒压强度2.23MPa,1h吸水率9.72%,孔隙率30.50%,此时的性能优于其他配比。此外,重金属浸出含量低于《水泥窑协同处置固体废物技术规范》(GB30760-2014)水泥熟料中可浸出重金属含量限值。(2)通过正交试验,得出最佳的镀锌厂污泥陶粒的烧制条件,即预热温度为550℃,预热时间25min,焙烧温度1180℃,焙烧时间20min。在此制度下烧成陶粒的性能测试结果为:堆积密度573kg/m3,筒压强度3.23MPa,1h吸水率3.72%,孔隙率22.50%,其性能较正交试验设计各组试验结果均略有所提升。烧成后的陶粒中晶体矿物包括石英(Si O₂)、硅酸钙(Ca O·Si O₂)、莫来石(3Al₂O₃-2Si O₂)、赤铁矿(Fe₂O₃)等晶体。(3)结合理论分析与实地调研,设计出回转炉为核心装置的镀锌厂污泥陶粒工业生产路线。回转炉设计采用迷宫式密封与不锈钢鱼鳞片密封相结合的双重密封方式。一方面可降低炉内正压时烟气对外的冲击,极大的减少烟气的外泄量,同时可降低烟气的流速;另一方面也可有效的隔绝炉内环境和外界环境。采用回转炉进行镀锌厂污泥陶粒制备的企业(产量400m³/d)全年毛利率高达1530万元,远超生产常规粉煤灰陶粒带来的收益,具有显著的经济效益。通过本文的研究,表明在适宜的配比及烧制条件下,能够利用镀锌厂污泥制备陶粒,产品符合相关性能指标。初步进行陶粒生产的工业设计以及经济效益分析,为未来产业化提供建议。综合考虑,利用镀锌厂污泥制备陶粒是一种绿色可持续的资源化利用途径,具有一定的研究价值。