一种利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂及制备工艺制造技术

本发明专利技术公开一种利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂及制备工艺，所述的陶粒支撑剂包括以废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂为原料，进行混料、造粒、筛分和烧结即得。由以下质量分数的原料制成，废高压电瓷：40～70％，气化炉渣：10％～30％，粘土：10％～20％，页岩：0％～20％，烧结助剂：0％～10％，废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂质量百分比之和为100％，所述的页岩和烧结助剂的添加量不同时为0。本发明专利技术制备的陶粒支撑剂性能符合SY/T 5108‑2014行业标准，以废高压电瓷作为原料，实现资源循环利用和环境保护，使用该原料实现废物利用、提高废高压电瓷附加值、降低制备成本；所制备的陶粒支撑剂性能满足行业标准要求，制备工艺成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂及制备工艺
本专利技术属陶瓷材料领域，特别涉及提出一种利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂及制备工艺。
技术介绍
高压电瓷是在电力行业中关键性材料，随着电力系统的发展，应用于高电压系统绝缘体陶瓷的需求量增加。但对电瓷性能的的严格要求使生产中我国废高压电瓷比例达到5-25％。大部分废瓷以填埋为主，造成土地资源浪费和环境污染。气化炉渣是在煤气化工业中产生的废渣，主要为煤在煤气化炉中不完全燃烧产生的废渣。我国是煤资源生产大国，近年来我国煤气化废渣产量急剧增大，而主要处理手段为填埋和堆放。这导致形成了环境污染、用地紧张、资源过度消耗的尖锐矛盾和紧张局面。为解决环境和资源问题同时提高固废附加值，开发固废的资源化综合利用技术，对促进循环经济和可持续发展及环境保护具有重要的战略意义和现实意义。石油压裂支撑剂是是石油工业深处支撑作业的一种高强度的陶瓷颗粒。通常主要原料为高品位的天然矿产资源，通过添加烧结助剂采用烧结法制备而成。随着环境保护和资源综合利用政策的执行，寻找适宜的替代不可再生自然资源制备陶粒的原料成为重要任务。使用废高压电瓷同时加入气化炉渣制备压裂支撑剂对企业低成本、资源循环利用具有重要现实意义。目前为止未发现利用废高压电瓷制备陶粒支撑剂的报导。
技术实现思路
本专利技术提出一种利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂及制备工艺。该陶粒支撑剂在满足行业标准要求的使用性能的同时，使用废高压电瓷为原料，解决资源紧张、环境污染、可持续发展问题，且该制备工艺成本低廉、过程简单。为了实现上述任务，本专利技术采取如下技术方案：一种利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂，所述的陶粒支撑剂包括以废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂为原料，进行混料、造粒、筛分和烧结即得。进一步的，由以下质量分数的原料制成，废高压电瓷：40～70％，气化炉渣：10％～30％，粘土：10％～20％，页岩：0％～20％，烧结助剂：0％～10％，废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂质量百分比之和为100％，所述的页岩和烧结助剂的添加量不同时为0。进一步的，由以下质量分数的原料制成，废高压电瓷质量分数为65％，气化炉渣质量分数为20％，原料中粘土质量分数为10％，原料中烧结助剂质量分数为5％，所述的烧结助剂为锰矿粉。进一步的，所述的陶粒支撑剂体积密度≤1.7g/cm3，视密度≤3g/cm3，69MPa应力条件下破碎率≤9％，圆度和球度≥0.8，酸溶解度≤5wt％，浊度≤100FTU。本专利技术所述的一种利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂的制备工艺，包括以下步骤：步骤一：对废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩、烧结助剂进行破碎并分别进行粉磨；步骤二：将废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂分别按以下质量分数称量，并混合；然后添加结合剂在造粒机中使原料混合成球；步骤三：将球粒分别进行烘干，筛分、烧结即得。进一步的，所述的结合剂为聚乙烯醇、糊精、羧甲基纤维素中单一组分或者复合组分所得溶液，溶液中聚乙烯醇、糊精、羧甲基纤维素总质量占溶液总质量的0～5％。进一步的，所述的烧结助剂为白云石、方解石、锰矿粉、氧化铁中单一组分或者复合组分。具体的，所述的原料中废高压电瓷质量分数为60％，气化炉渣质量分数为15％，粘土质量分数为15％，页岩质量分数为5％，烧结助剂质量分数为5％，废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂质量百分比之和为100％；所述的烧结助剂为白云石、方解石组成的复合组分，以质量百分比计，烧结助剂中白云石和方解石的质量比为1:1。具体的，所述的原料中废高压电瓷质量分数为50％，气化炉渣质量分数为30％，粘土质量分数为15％，页岩质量分数为5％，废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂质量百分比之和为100％；原料中烧结助剂为锰矿粉和氧化铁组成的复合组分，其中锰矿粉和氧化铁的质量比为1:4。具体的，所述的烘干干燥温度为80℃～120℃，烧结温度为1100℃～1400℃，保温时间为1.0h～3.0h。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：(1)本专利技术提出了一种陶粒支撑剂，该陶粒支撑剂以废高压电瓷作为原料，实现资源循环利用和环境保护，使用该原料实现废物利用、提高废高压电瓷附加值、降低制备成本；所制备的陶粒支撑剂性能满足行业标准要求，制备工艺成本低。(2)本专利技术提出了一种陶粒支撑剂，原料中固废总利用量占比大于原料总质量的70％，提高固废利用率。(3)本专利技术提出了一种陶粒支撑剂的制备工艺，该工艺过程简单、经济节能，制备工艺成本低。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。图1为本专利技术的制备工艺流程图；图2为实施例所用废高压电瓷的XRD物相分析图；以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行说明，但本专利技术不限于以下的实施例，对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，均能制备出符合要求的陶粒支撑剂，都应当视为属于本专利技术的保护范围。以下如无特殊说明，物质的用量均为质量百分含量。本专利技术中的废高压电瓷是高压电瓷企业生产、运输过程中产生的不合格品、损坏品，本专利技术中的废高压陶瓷可取自高压电瓷厂。废高压电瓷主要物相为刚玉、莫来石和石英。气化炉渣是指在煤气化工业中产生的废渣，主要为煤在煤气化炉中不完全燃烧产生的废渣，气化炉渣中主要物相为铝硅酸盐。本专利技术中的气化炉渣可取自煤气化工厂，其余试剂均为市售可得。本专利技术的陶粒支撑剂由废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂为原料，进行混料、造粒、筛分和烧结即得。由以下质量分数的原料制成，废高压电瓷：40～70％，气化炉渣：10％～30％，粘土：10％～20％，页岩：0％～20％，烧结助剂：0％～10％，气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂质量百分比之和为100％。所述的页岩和烧结助剂的添加量不同时为0。本专利技术的利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂的制备工艺，包括以下步骤：步骤一：对废高压电瓷、气化炉渣、页岩进行破碎并分别进行粉磨；步骤二：将废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂分别按以下质量分数称量，并混合；然后添加结合剂在造粒机中使原料混合成球；步骤三：将球粒分别进行烘干，筛分、烧结即得；所述的烘干干燥温度为80℃～120℃，烧结温度为1100℃～1400℃，保温时间为1.0h～3.0h。所述的结合剂为聚乙烯醇、糊精、羧甲基纤维素中单一组分或者复合组分所得溶液，溶液中聚乙烯醇、糊精、羧甲基纤维素总质量占溶液总质量的0～5％。所述的烧结助剂为白云石、方解石、锰矿粉、氧化铁中单一组分或者复合组分。实施例1本实施例提出利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂，陶粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂，其特征在于，所述的陶粒支撑剂包括以废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂为原料，进行混料、造粒、筛分和烧结即得。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂，其特征在于，所述的陶粒支撑剂包括以废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂为原料，进行混料、造粒、筛分和烧结即得。


2.根据权利要求1所述的利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂，其特征在于，由以下质量分数的原料制成，废高压电瓷：40～70％，气化炉渣：10％～30％，粘土：10％～20％，页岩：0％～20％，烧结助剂：0％～10％，废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂质量百分比之和为100％，所述的页岩和烧结助剂的添加量不同时为0。


3.根据权利要求1所述的利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂，其特征在于，由以下质量分数的原料制成，废高压电瓷质量分数为65％，气化炉渣质量分数为20％，原料中粘土质量分数为10％，原料中烧结助剂质量分数为5％，所述的烧结助剂为锰矿粉。


4.根据权利要求1所述的利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂，其特征在于，所述的陶粒支撑剂体积密度≤1.7g/cm3，视密度≤3g/cm3，69MPa应力条件下破碎率≤9％，圆度和球度≥0.8，酸溶解度≤5wt％，浊度≤100FTU。


5.权利要求1～4任一所述的利用废高压电瓷制备的陶粒支撑剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：对废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩、烧结助剂进行破碎并分别进行粉磨；
步骤二：将废高压电瓷、气化炉渣、粘土、页岩和烧结助剂分别按以下质量分数称量，并混合；然后添加结合剂在造粒机中使原料混合成球；
步骤三：将球粒分别进行烘干，筛分、烧结即得。

【专利技术属性】
技术研发人员：肖国庆，种小川，丁冬海，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61