[发明专利]凹凸棒火山碎屑岩轻质耐火骨料砂

说明书

技术领域

本发明涉及耐火材料，具体涉及一种凹凸棒火山碎屑岩轻质耐火骨料砂。

背景技术

轻质耐火材料是一种气孔率高、体积密度小、热导率低的耐火材料，在工业窑炉和其他热工设备上用作隔热材料；与一般耐火砖比较，轻质耐火材料抗渣蚀性、力学强度、耐磨损性较差，高温下体积收缩较大。 

我国矿产资源80％为共伴生矿，大量有价值资源存留于尾矿之中，尾矿堆存需要占用大量土地。很多尾矿库超期或超负荷使用，甚至违规操作，使尾矿库存在极大的安全隐患，对周边地区的人民财产和生命安全造成严重威胁。

凹凸棒石粘土除含凹凸棒石外，常含有膨润土、高岭石、水云母、海泡石、石英、蛋白石及碳酸盐等矿物。

与凹凸棒石粘土矿共生的还有火山碎屑岩，火山碎屑岩大多在凹凸棒石粘土矿的上层，有的凹凸棒石粘土矿区上层的火山碎屑岩矿层的厚度高达数十米，在凹凸棒石粘土在开采过程中，凹凸棒石粘土矿区上层的火山碎屑岩作为废弃物抛弃，据实地考察，每开采1吨凹凸棒石粘土，产生的火山碎屑岩有30吨以上，按年产15万吨的产量计算，产生的火山碎屑岩高达450万吨，多年来都没有能得到利用，整个矿区到处是重新堆积的火山碎屑岩混合物，造成严重的资源浪费和经济损失。

煤矸石弃置不用，占用大片土地，煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体，矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种凹凸棒火山碎屑岩轻质耐火骨料砂。

凹凸棒火山碎屑岩轻质耐火骨料砂由高粘凹凸棒石粘土粉、凹凸棒石粘土尾矿、火山碎屑岩混合物、硅藻土尾矿、膨胀蛭石、煤矸石、膨润土尾矿和植物秸杆粉组成。

凹凸棒火山碎屑岩轻质耐火骨料砂的生产方法：将凹凸棒火山碎屑岩轻质耐火骨料砂的配料搅拌均匀进行粉碎、浸泡、挤压、焙烧、粉碎和筛分后包装为凹凸棒火山碎屑岩轻质耐火骨料砂的成品。

凹凸棒石粘土是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物，凹凸棒石粘土土质细腻，吸水性强，湿时具粘性和可塑性，有利于原料之间的粘结，能提高凹凸棒火山碎屑岩轻质耐火骨料砂的颗粒强度和孔隙率。

高粘凹凸棒石粘土粉是指取28.0g凹凸棒石粘土粉试样，加入高速搅拌机的悬浮液杯中，再加入372g水，将悬浮液杯置于高速搅拌机上，在11000转/分钟的转速下搅拌20分钟，再将经过高速搅拌试样悬浮液倒入250ml的烧杯中，使用NDJ-1型旋转粘度计进行测试其悬浮液的粘度，测试粘度值≥2200 mPa·s的凹凸棒石粘土粉为高粘凹凸棒石粘土粉，本发明选用高粘凹凸棒石粘土粉的颗粒细度≤0.074毫米。

凹凸棒石粘土在开采过程中会混杂有一定量的碎石和泥土，作为一种凹凸棒石粘土尾矿抛弃，造成大量的资源浪费，本发明选用凹凸棒石粘土尾矿的颗粒细度≤2.0毫米。

火山碎屑岩是介于岩浆熔岩和沉积岩之间的过渡类型的岩石，其中50％以上的成分是由火山碎屑流喷出的物质组成，这些火山碎屑主要是火山上早期凝固的熔岩、通道周围在火山喷发时被炸裂的岩石形成的。火山碎屑岩混合物包括岩屑、晶屑、玻璃质屑、浆屑、火山块（直径大于100毫米）、火山砾（直径大于2毫米）和火山灰（直径小于2毫米），火山碎屑岩主要化学成分是二氧化硅和氧化铝，具有较好的耐火性能和增加凹凸棒火山碎屑岩轻质耐火骨料砂的强度，本发明选用火山碎屑岩混合物的颗粒细度≤5.0毫米。

硅藻土细腻、松散、质轻、多孔，比表面积大，空隙呈有规律分布，化学性质稳定，是一种天然纳米孔径无定形硅质材料，但是硅藻土综合利用率低，多数企业的产品出自于一级土，而二、三级土被大量废弃，造成了资源浪费严重，还污染了环境，本发明选用硅藻土尾矿的颗粒细度≤2.0毫米。

生蛭石片经过高温焙烧后，其体积能迅速膨胀数倍至数十倍，体积膨胀后的蛭石就叫膨胀蛭石，具有很强的保温隔热性能，本发明选用膨胀蛭石的颗粒细度≤2.0毫米。

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，具有低发热值，含碳20～30％，本发明使用煤矸石可以节约部分煤炭，增加氧化铝的含量，提高凹凸棒火山碎屑岩轻质耐火骨料砂的强度，本发明选用煤矸石的颗粒细度≤2.0毫米。

膨润土主要是由膨润土组成的岩石，是冶金领域重要的矿物原料，本发明选用的膨润土尾矿大多分布在凹凸棒石粘土矿的下层，很难进行独立开采，但是膨润土尾矿中氧化铝的含量≥16%，并具有可塑性和黏结性，本发明选用膨润土尾矿的颗粒细度≤2.0毫米。