[发明专利]一种以瘠性煤矸石工业废渣为原料烧结制备陶粒的方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种以瘠性煤矸石工业废渣为原料烧结制备陶粒的方法。

背景技术

中国是煤炭大国，每年产生的煤矸石超过2亿吨，煤矸石堆积如山，占用大量土地并严重影响环境，对其大宗资源化利用势在必行。瘠性煤矸石占煤矸石总量的60%以上，其含硅高，可塑性指数低，难于利用。随着中国城市化进程的加快，高层建筑越来越广泛，如果能寻找一种替代传统卵石配制混凝土，将起到节能环保的作用，也将极大地扩展煤矸石大宗资源化利用的新途径。因此，如何将其有效利用起来，并提高附加值，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种以瘠性煤矸石工业废渣为原料烧结制备陶粒的方法，目的是充分回收利用煤矸石中的热能资源的同时有效提高煤矸石产品的附加值。

实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：

（1）将瘠性煤矸石与千枚岩按照重量比例瘠性煤矸石∶千枚岩=（1~2.5）∶1混合，搅拌均匀后，粉碎至粒径1mm以下，形成混合料A；

（2）向混合料A中加入水玻璃，加入量为混合料A总重量的5~10%，形成混合料B；向混合料B加水并搅拌均匀，水加入量为混合料B重量的12~16%，然后在封闭条件下放置48h，获得陈化物料；

（3）将陈化物料造成直径为5~15mm的生料球，将生料球放入干燥箱，在106°C条件下干燥3~6 h，干燥后置于电炉内，首先在120 ~600°C保温15~25min，然后于600 ~1250°C保温10~15min，制得瘠性煤矸石陶粒。

其中，上述的瘠性煤矸石主要成分为二氧化硅和氧化铝，其中二氧化硅质量含量至少为55%。

上述的千枚岩为采矿剥离废弃物，原岩通常为泥质岩石、粉砂岩及中、酸性凝灰岩等，主要成分为二氧化硅和氧化铝。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：

本发明所采用的瘠性煤矸石工业废渣，原料易得、生产成本低，工业化应用后节省大量土地，对保护耕地极为有利。本发明所制得的陶粒，强度、容重和孔隙率等性能均符合建筑用陶粒标准。

本发明制得的瘠性煤矸石烧结陶粒质轻、高强、导热系数低、吸水率低，性能符合建筑用陶粒标准，既充分回收利用了煤矸石中的热能资源，又有效提高了煤矸石产品的附加值，是一种新的煤矸石综合利用方法，具有良好的推广应用价值。本发明不仅具有巨大的经济效益，而且在节地、利废和环境保护三个方面也具有显著的社会效益，符合国家产业政策的要求。

具体实施方式

本发明实施例中采用的瘠性煤矸石成分按重量百分比为SiO₂ 55~65%，Al₂O₃15~35%，Fe₂O₃1~7%，CaO1~2%， MgO 1~3%，R₂O 1~2.5%，水分及其他 10~17%。

本发明实施例中采用的千枚岩成分按重量百分比为SiO₂ 50.29%，Al₂O₃ 30.57%，Fe₂O₃ 8.52%，CaO 0.77%，MgO 0.74%，水分及其他 5.09%。

本发明实施例中对瘠性煤矸石烧结陶粒性能测定方法参照《轻集料及其试验方法 第2部分：轻集料试验方法》（GB/T 17431.2-2010）

实施例1

（1）将瘠性煤矸石与千枚岩按照重量比例瘠性煤矸石∶千枚岩=2.5∶1混合，搅拌均匀后，粉碎至粒径1mm以下，形成混合料A；

（2）向混合料A中加入水玻璃，加入量为混合料A总重量的10%，形成混合料B；向混合料B加水并搅拌均匀，水加入量为混合料B重量的12%，然后后在封闭条件下放置48h，获得陈化物料；

（3）将陈化物料造成直径为5~15mm的生料球，将生料球放入干燥箱，在106°C条件下干燥3 h，干燥后置于电炉内，首先在120°C保温25min，然后于600 °C保温15min，制得瘠性煤矸石陶粒。

经检测，制备的瘠性煤矸石烧结陶粒筒压强度5.1MPa，堆积密度535kg/m³，吸水率8.6%。

实施例2

（1）将瘠性煤矸石与千枚岩按照重量比例瘠性煤矸石∶千枚岩=2∶1混合，搅拌均匀后，粉碎至粒径1mm以下，形成混合料A；