[发明专利]一种工业废渣陶粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种采用工业废渣制备的陶粒及其制备方法。

背景技术

随着冶金工业产量的不断增加，生产过程中产生的废渣量也日益增多，如果不能将其及时转化利用，必将占用大量土地，而且对环境造成恶劣影响，严重者甚至威胁到企业生产的正常运行。从我国工业企业的实际出发，大力开展工业废渣资源综合利用，实现转废为宝，有着十分重要的经济意义和社会意义。

陶粒是一种建筑用轻骨料，用它可代替传统的碎石、河卵石等制成轻集料混凝土制品，如空心砌块、轻质板材等，具有轻质、保温、利废、隔音、环保等特点。它是我国墙改过程中，代替粘土实心砖的主导产品，采用隔热保温性能良好的陶粒混凝土作为墙体材料，同时又是建筑节能的重要措施。目前，陶粒主要由粘土，页岩、粉煤灰，煤矸石，污泥等原料制造。但粘土陶粒近年来由于受到土地资源的限制，在某些地区已被禁止生产和使用，主要因为大量使用粘土会导致耕地毁坏，对资源供应和环境保护造成较大压力，不利于国家的可持续发展。因此，有必要研制一种完全使用工业废渣制备的陶粒，对企业的经济效益和环境保护均具有现实意义。

申请号为200910144295.9《一种铁矿尾砂陶粒及其制备方法》的发明专利公开了一种利用铁矿尾砂制备陶粒的方法，是将铁矿尾砂60％～70％、粘土25％～40％、秸秆粉末1％～3％按重量比混合，经原料处理、造粒与干燥、生球焙烧、冷却而成。

申请号为200910016302.7《一种污泥钢渣超轻陶粒及其制备方法》的发明专利公开了一种利用转炉钢渣制备陶粒的方法，其原料组分按重量为：干化污泥10～35份，转炉钢渣10～25份，粘土30～80份，经过烘干粉碎后的干化污泥、转炉钢渣和粘土，加水搅拌制成生料球，置于常温下干燥，再放入电阻炉中烧制所得。

上述两项专利均加入份额不等的粘土，仍然会破坏耕地和消耗不可再生资源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用工业废渣(铁尾矿、高炉渣和粉煤灰)制备陶粒的方法，进而提高工业废渣的再资源化率，消除工业废渣逐年积累对环境造成的破坏和对资源的浪费。

本发明的目的是这样实现的，利用工业废渣(铁尾矿、高炉渣和粉煤灰)制备的陶粒，其原料组成按质量百分比分别为：铁尾矿：15％～30％、高炉渣：10％～25％、粉煤灰：45％～75％。

具体方法如下：

采用工业废渣(铁尾矿、高炉渣和粉煤灰)，经机械破碎，过300目筛，取筛下细粉；按质量百分比分别取铁尾矿：15％～30％、高炉渣：10％～25％、粉煤灰：45％～75％；将上述原料进行混合后，经成球机，喷入总质量3％～8％的水，制成粒度5～13mm的球形颗粒，常温自然阴干1～3d，再经回转窑尾气烘干0.5～1.5小时；最后送入回转窑焙烧，回转窑烧成带温度为1150～1250℃，烧成带焙烧15～20min，经冷却机冷却至常温即得本发明陶粒。

上述方法中由于铁尾矿和高炉渣颗粒较大，不适合下一步的混料和成型，故对其进行机械破碎；过300目筛，进一步去除不适合混料和成型的大颗粒，同时增大颗粒比表面积，使粉末具备良好的反应动力学条件，有利于均匀混合及高温物化反应的进行；

采用机械搅拌混合，目的是使各成分混合均匀，有利于高温物化反应的进行，改善焙烧效果；粒度控制在5～13mm，因为粒度是影响陶粒力学性能的重要因素，过大则强度低，过小则不利于膨胀，密度大，限制陶粒的应用；

常温自然阴干1～3d，目的是去除陶粒坯料球团所含的吸附水，减少陶粒坯料球团骤然进入200℃以上的回转窑尾气时产生爆破炸裂和裂纹，影响陶粒强度和吸水率；经回转窑尾气烘干0.5～1.5h，进一步烘干陶粒坯料球团的吸附水，防止坯料球团内部水分在高温状态下快速蒸发膨胀对球团造成破坏；回转窑内最高温度为1150～1250℃，因超过1250℃，陶粒黏度过低，会出现过度膨胀，形成单一大孔或破裂，即降低陶粒的强度又增加陶粒的吸水率；而温度不足1150℃，陶粒物化反应不充分，表面未形成釉面，会有许多连通孔直达陶粒表面，同样会降低陶粒性能；焙烧15～20min，是因焙烧时间超过20min则陶粒也会出现过度膨胀现象，低于15min也会发生物化反应不充分情况，影响陶粒的性能；采用冷却机对陶粒进行缓慢降温，防止由于冷却产生的裂纹降低陶粒的性能。

本发明制备的工业废渣陶粒堆积密度可达718～750kg/m³，筒压强度为6.8～7.3MPa，吸水率3.2％～5.4％。