一种轻质陶粒及其制备方法技术

本发明专利技术属于人造轻集料技术领域，特别涉及一种轻质陶粒及其制备方法。该轻质陶粒包括城市污泥10

【技术实现步骤摘要】
一种轻质陶粒及其制备方法


[0001]本专利技术属于人造轻集料
，特别涉及一种轻质陶粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]陶粒是人造轻骨料的俗称；由于具有质轻，耐腐蚀，抗冻，抗震和良好的隔绝性等多功能特点，陶粒广泛应用于建材、园艺、污水处理、耐火保温材料、化工、石油等领域；
[0003]目前陶粒的制备原料主要为粘土或页岩，由于粘土是一种宝贵的天然资源，大力发展粘土陶粒必将导致大量优质耕地的破坏和流失；而用页岩生产陶粒会破坏自然植被和环境，并在一定程度上打破生态系统的平衡。
[0004]此外还包括其他制备方法：
[0005]例如中国专利(申请号200810157490.0)公开了一种主要以30
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40份的城市污水厂脱水污泥、5
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10份的粉煤灰、50
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70份的粘土为原料，按比例混合，高温烧结制得轻质陶粒，其陶粒容重500
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600kg/m3，吸水率3.6
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12％。
[0006]例如中国专利(申请号200810157489.8)公开了一种主要以1
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4份的城市污水厂脱水污泥份、6
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9的份粘土为原料，按比例混合，高温烧结制得轻质陶粒，其陶粒容重300
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500Kg/m3，吸水率1.0
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10.4％。
[0007]例如中国专利(申请号201610320055.X)公开了一种轻质多孔的污泥陶粒制备方法，所述的污泥陶粒包括以下重量计的原料：锯末10
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25份、铁尾矿20
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30份、硅灰5
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10份、污泥30
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40份、生石灰10
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15份、红泥岩20
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30份、石膏1
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5份、菱镁矿5
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10份。其陶粒吸水率为9.6％
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10.8％，筒压强度5.8
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6.1MPa，堆积密度502
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516kg/m3的成品。
[0008]由于GB/T17431.1
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2010标准中对轻质陶粒的要求是：15％≦吸水率≦25％，200kg/m3≦堆积密度≦500kg/m3；0.5MPa≦筒压强度≦1.5MPa；因此上述专利公开的轻质陶粒制备方法中要么堆积密度大于500kg/m3偏重，要么没有提供筒压强度，要么使用了粘土等天然资源，限制了对其的大量使用；此外还要添加多种辅助添加剂，增加了原料成本并且使得原料的均匀性变差，从而对陶粒的烧成产生不利影响。因此必须对现有的陶粒制备方法加以改进。

技术实现思路

[0009]本专利技术要解决上述现有技术中存在的问题，提供一种全固废为主要原料的轻质陶粒及其制备方法，该方法以城市污泥、煤矸石、铁尾矿等固废主要原料制备轻质陶粒；充分利用了污泥和煤矸石中的有机碳提高陶粒内部的孔隙结构，以及铁尾矿来提高改善陶粒表面玻化层的硬度和降低煅烧温度，所制备轻质陶粒可以应用在轻骨料混凝土、预制构件和装配式建筑上。使用城市污泥、煤矸石、铁尾矿等全固废原料制备轻质陶粒，不仅无害化利用了城市污泥、铁尾矿、煤矸石等固废，同时也减少了其对环境的危害，具有较好的社会效益和环境效益。
[0010]实现本专利技术上述目的的技术方案可以概括如下：
[0011]本专利技术的目的之一在于提供一种轻质陶粒，按质量百分比计算该轻质陶粒包括城市污泥10
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30％，煤矸石58
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85％、铁尾矿5
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12％，外掺谷壳灰1
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5％；其中城市污泥的含水率为80％。
[0012]进一步的，所述谷壳灰的制备方法如下：将谷壳粉磨至80μm筛余≤10％；粉磨后的谷壳放入已经升温至700
‑
750℃的高温炉内，然后通入氧气作为助燃气体焚烧1
‑
2h后冷却至常温；再经超细粉磨后获得比表面积85
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95m2/g的谷壳灰。
[0013]进一步的，所述谷壳灰中SiO2含量≥90wt％，无定形SiO2含量≥75wt％。
[0014]进一步的，所述谷壳灰的化学性能如下：按质量百分比计，烧失量L.O.I为1.0
‑
4.0％，SiO2为90.0
‑
93.5％，Al2O3为0.40
‑
0.60％，Fe2O3为0.20
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0.50％，CaO为0.50
‑
0.70％，MgO为0.45
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0.60％，K2O为2.3
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2.60％，Na2O为0.08。
[0015]进一步的，所述铁尾矿的化学性能如下：按质量百分比计，烧失量L.O.I为4.5
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5.2％，SiO2为36.1
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37.5％，Al2O3为8.2
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9.2％，Fe2O3为12.7
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13.1％，CaO为7.6
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8.5％，MgO为13.2
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13.8％，K2O为0.7
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0.9％，Na2O为0.8
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1.0。
[0016]本专利技术的另一目的在于提供了上述轻质陶粒的制备方法，该方法包括以下步骤，
[0017]S1、利用球磨机将煤矸石和铁尾矿分别粉磨至一定细度；然后将城市污泥、煤矸石和铁尾矿按所述质量百分比混合配料后，搅拌均匀；
[0018]S2、首先用挤出造粒机制成直径大小为8
‑
15mm的圆柱状生料颗粒并在烘箱中烘干；
[0019]S3、其次把烘干的陶粒生料球送入已经升温至500℃的回转窑中，从500℃升温至1080
‑
1100℃，升温时间25
‑
35min，回转窑转速控制在1
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2r/min，然后放入1
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5％的谷壳灰对陶粒表面进行充分包裹，回转窑转速控制在2
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3r/min；最后快速升温至1140
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1180℃进行煅烧5
‑
10min，回转窑转速控制在1
‑
2r/min；烧成的陶粒从窑头取出，自然冷却到常温；从而得到轻质陶粒成品。
[0020]进一步的，所述轻质陶粒成品的特性为吸水率≦6.0％，筒压强度2.5
‑
4.8MPa，堆积密度260
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450kg/m3。
[0021]本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0022]1、本专利技术选用的城市污泥含水率80％，直接与粉磨成粉状的煤矸石和铁尾矿进行组合配料，利用污泥本身的水分进行混料，不仅可以节约大量水资源，而且还能增加了生料的塑性，有利于挤出造粒。此外，本专利技术还充分利用了城市污泥和煤矸石中的有机碳成分，有效地改善本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质陶粒，其特征在于：按质量百分比计算，该轻质陶粒包括城市污泥10
‑
30％，煤矸石58
‑
85％、铁尾矿5
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12％，外掺谷壳灰1
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5％；其中城市污泥的含水率为80％。2.如权利要求1所述的轻质陶粒，其特征在于：所述谷壳灰的制备方法如下，将谷壳粉磨至80μm筛余≤10％；粉磨后的谷壳放入已经升温至700
‑
750℃的高温炉内，然后通入氧气作为助燃气体焚烧1
‑
2h后冷却至常温；再经超细粉磨后获得比表面积85
‑
95m2/g的谷壳灰。3.如权利要求1所述的轻质陶粒，其特征在于：所述谷壳灰中SiO2含量≥90wt％，无定形SiO2含量≥75wt％。4.如权利要求1所述的轻质陶粒，其特征在于，所述谷壳灰的化学性能如下：按质量百分比计，烧失量L.O.I为1.0
‑
4.0％，SiO2为90.0
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93.5％，Al2O3为0.40
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0.60％，Fe2O3为0.20
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0.50％，CaO为0.50
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0.70％，MgO为0.45
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0.60％，K2O为2.3
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2.60％，Na2O为0.08。5.如权利要求1所述的轻质陶粒，其特征在于，所述铁尾矿的化学性能如下：按质量百分比计，烧失量L.O.I为4.5
‑
5.2％，SiO2为36.1
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37.5％，Al...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩辉，王彬，陈昌华，林敏燕，姜兵，高为民，黄雄，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：