[发明专利]一种制备陶粒的方法及由该方法制备的陶粒

说明书

技术领域

本公开涉及一种制备陶粒的方法及由该方法制备的陶粒。

背景技术

陶粒是一种在回转窑中经发泡生产的轻骨料。它具有球状的外形，表面光滑而坚硬，内部呈蜂窝状，有密度小、热导率低、强度高的特点，可以广泛应用于建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等行业。

目前，陶粒主要由黏土、页岩以及污泥等为主要原料加工制粒，然后经过高温烧结或者烧胀而成。黏土陶粒在生产时黏土材料主要取自耕地，页岩陶粒在生产时需要开山取石，这两种陶粒获取原材料的方式都会破坏生态环境，不符合可持续发展战略，也不符合我国注重环保节能的基本国策。污泥陶粒在获取污泥时虽然不会破坏生态环境，但是污水处理厂的污泥极易释放出有毒物质，污泥也不能直接使用，需要经过脱水和干燥处理，消耗能源。

总的来说，现有的陶粒生产方法工艺繁琐，原材料需要经过脱水、干燥、碾磨、造粒、焙烧、高温养护等多种工序，生产周期较长，设备多投资大，占用大量的工作场地；工人的操作培训时间长，劳动强度大，生产效率低。并且，由于生产过程中需要经过焙烧处理，不仅需要消耗大量的能量，同时也会产生新的二次污染物排放，严重破坏了环境。

旧砂再生除尘灰是指铸造废砂通过物理、化学或者加热处理后恢复砂子的铸造工艺性能过程中产生的微小粉尘。目前国内铸造厂均在对废旧砂进行再生处理，但是对生产过程产生的粉尘缺少有效的处理手段，不能完全解决工业废弃物的利用问题。旧砂再生除尘灰的成分以SiO₂和Al₂O₃为主，同时还含有金属和钙的氧化物，对自然环境影响恶劣。

发明内容

本公开的目的是提供一种制备陶粒的方法及由该方法制备的陶粒。该方法工艺简单，成本低廉，生产效率高，所制备的陶粒性能优良，可用于环保、化工、能源、冶金等多种领域。

为了实现上述目的，本公开第一方面：提供一种制备陶粒的方法，其中，该方法包括以下步骤：

a、将再生灰、水泥、可选的硅灰、可选的外掺剂与水混合均匀，得到混合后的物料，其中，以100重量份的所述再生灰为基准，所述水泥的用量为20-50重量份，所述硅灰的用量为0-10重量份，所述外掺剂的用量为0-6重量份，以100重量份的所述混合后的物料为基准，所述水的用量为5-10重量份；

b、将步骤a中得到的所述混合后的物料置于转盘造粒机中进行造粒。

优选地，以100重量份的所述再生灰为基准，所述硅灰的用量为1-8重量份，所述外掺剂的用量为0.1-4.5重量份。

优选地，步骤a中的所述外掺剂包括可再分散胶粉、保护胶体、粘结剂、养护剂和减水剂中的至少一种，所述可再分散胶粉为选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯-乙烯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯均聚物可再分散胶粉、苯乙烯-丁二烯共聚物可再分散胶粉、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物可再分散胶粉和醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉中的至少一种，所述保护胶体为选自聚乙烯醇、羟乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酸钠中的至少一种，所述粘结剂为选自膨润土、煤粉灰、白炭黑、硅酸铝镁和黄原胶中的至少一种中的至少一种，所述养护剂为选自氯化钙、氯化镁、氯化铝、氯化铁、氯化铜和氯化锌中的至少一种，所述减水剂为选自选自木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、萘磺酸盐甲醛聚合物、三聚氰胺磺酸盐甲醛聚合物、甲基多萘磺酸钠和甲基多环芳烃磺酸钠中的至少一种。

优选地，步骤a中的所述外掺剂包括可再分散胶粉、保护胶体、粘结剂、养护剂和减水剂，以100重量份的所述再生灰为基准，所述可再分散胶粉的用量为0.02-0.25重量份，所述保护胶体的用量为0.1-0.5重量份，所述粘结剂的用量为0.02-2.5重量份，所述养护剂的用量为0.02-0.3重量份，所述减水剂的用量为0.02-0.8重量份。

优选地，步骤b中，所述造粒的条件包括：转盘倾角为30-50°，转盘转速为10-20rpm/min。

优选地，步骤b中，将步骤a中得到的所述混合后的物料按重量比为(5-8)：(2-5)分为第一物料和第二物料，先将所述第一物料置于转盘造粒机中并向转盘造粒机中喷入雾化水进行造粒，得到粒径为0.5-2mm的第一颗粒后，再向所述造粒机中加入所述第二物料，继续喷入雾化水以在所述第一颗粒的基础上进行造粒，得到含水量为15-20重量％的第二颗粒。