[发明专利]一种高强陶粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强陶粒。采用的主要原料黄河沙、粉煤灰、岩棉粉和中水盐，各种原料按比例混合，经造粒、干燥、焙烧、冷却制得高强陶粒。本发明利用当地固体废弃物获得高强陶粒。不仅解决当地固废处理问题，获得物理强度高、化学稳定性好、堆积密度小、比表面积大的可用于建筑、水处理和园林艺术等领域的高强陶粒，而且降低陶粒生产成本，具有良好的市场前景。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种高强陶粒及其制备方法。

技术背景

陶粒是以无机材料为主要原料经造粒、焙烧生产的一种轻集料，陶粒外表面具有防水坚硬的釉层外壳，内部具有密闭式微孔结构。根据陶粒的功能不同陶粒可用作建筑材料作为轻集料；在水处理行业用作水处理滤料；在园林行业用作无土栽培的基质。

目前市场上主要有以黏土、页岩为原料的黏土陶粒和页岩陶粒，随着黏土、页岩等资源的限制利用，加之陶粒生产的高能耗，陶粒成本居高不下。基于上述原因，开发一种低成本的高强陶粒就显得尤为必要。利用固体废弃物生产陶粒应运而生，如有利用粉煤灰、尾矿砂等资源，但只停留在研究方面还没有投入工业生产。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本申请提供了一种高强陶粒的生产方法，主要以黄河沙、粉煤灰、岩棉和中水盐为原料，增加以上废弃物的处理途径，降低陶粒生产能耗，而且提高陶粒产品品质。

本发明生产出的高强陶粒，外形为规则球形或椭球形，表面有细小孔。产品粒径在5mm-20mm，密度等级300-800，筒压强度在5MPa-9MPa，吸水率在5％-15％，氯化物含量在1.7mg/L-2.3mg/L。

为了实现上述目的，本申请采取的技术手段如下：

一种高强陶粒，按重量份计，其原料配比如下：黄河沙20-40份，粉煤灰30-70份，岩棉粉10-30份，中水盐3-5份；

所述的黄河沙为其粒度在180～250目；

黄河沙主要的矿物成分有石英、钠长石、方解石、利蛇纹石，有丰富的硅、铝、钙、镁、铁、钛、锰等元素。黄河沙中的硅铝盐在焙烧过程中形成熔融釉质，同时钙、镁、铁、钛、锰等金属的氧化物有很强的助熔效果，有利于降低焙烧温度，降低能耗。黄河沙要求不得含有杂物，黄河沙粒径过大造成原料成球困难，一般控制在180目—250目。本发明中使用黄河沙占总重量的20-40％，黄河沙使用量高于此范围，会造成成球工艺运行不稳定，成球率低，而且产品焙烧温度波动较大不利于焙烧温度制度的控制。使用量低于此范围，黄河沙降低焙烧温度、较低能耗的作用不明显，表面不能形成致密的釉层，产品堆积密度过高，吸水率过高，不利于产品推广应用。

所述的粉煤灰为热电厂煤粉炉外排的三级粉煤灰；

三级粉煤灰主要矿物成分有石英、莫来石、磁铁矿、赤铁矿以及未燃尽的碳。粉煤灰是陶粒生产中主要的硅铝元素提供者，使烧成的陶粒拥有较好的物理性能。本发明中使用粉煤灰占总重量的30-70％，粉煤灰高于此范围，焙烧温度要求高，能耗增加，而且产品焙烧程度不稳定，有夹生或表面颜色不均一的现象；粉煤灰添加量低于此范围，产品筒压强度偏低，产品焙烧过程中出现软化变形，料球之间粘结现象增加，不利于生产运行，产品合格率下降。

岩棉粉来自高温管道保温更新替换下来的保温岩棉，经过撕碎、粉磨后，细度控制在180—250目，且不得有丝状物；