[发明专利]一种固废制备超轻陶粒及其制备方法

说明书

本发明提出了一种固废制备超轻陶粒及其制备方法，超轻陶粒由以下固废原材料制备：铝矾土尾矿、赤泥和高岭土尾矿，三种固废原材料配比后的化学成分：Al2O3含量为12～18.5wt％，SiO2含量为48‑54wt％，碱金属和碱土金属的总含量为：14～19wt％。满足400级优等品超轻陶粒的要求，协同利用铝矾土尾矿、高岭土尾矿和赤泥，不用添加传统的页岩、粘土、滑石，轻质建筑陶粒的主要原料均为固废，提供固废原料的综合利用。

技术领域

本发明涉及超轻陶粒制备技术领域，特别是指一种固废制备超轻陶粒及其制备方法。

背景技术

陶粒是一种具有一定强度的、粒度多为5～25mm的规则球体或不规则的陶制颗粒。陶粒表面有一层坚硬的外壳，内部多孔，具有良好的物理、化学特性：强度高、密度小、比表面积大、孔隙率高、吸附截污能力强、化学和热稳定性好、耐酸耐热、隔水保气、保温隔热。陶粒作为一种热门的新兴材料，由于其优越的物理与化学性能，加上可以以固废为原料以达到大规模消纳固废的优势，受到广泛研究者的追捧。近年来关于固废陶粒的研究众多，充实了固废陶粒的原料选择面，使固废陶粒的生产理论更加完善。

目前，陶粒的研究热度高，研究结果丰富，且各种固体废料作为陶粒的原料都能生产出符合国家标准的陶粒。但是又同时存在相同的短板：1、固废掺入量较低，部分研究掺入粘黏土超过50％，达不到固废综合利用的目的；2、制备出的陶粒密度普遍偏高，密度等级多为600级以上，且强度也普遍不够，大大限制了陶粒的使用范围，附加价值较低。

文献“基于赤泥、铝土尾矿和污泥三大工业废物的陶粒制备试验研究，符勇等，能源与环保，2017年4月，第39卷第4期”，将赤泥、铝土尾矿和污泥三大工业废物加水搅拌制成圆球，经过1150℃焙烧，制备膨胀陶粒，堆积密度为866.75kg/m³或694kg/m³，密度等级较高，而且焙烧温度高。

发明内容

本发明提出一种固废制备超轻陶粒及其制备方法，满足400级优等品超轻陶粒的要求，协同利用铝矾土尾矿、高岭土尾矿和赤泥，不用添加传统的页岩、粘土、滑石，轻质建筑陶粒的主要原料均为固废，提供固废原料的综合利用。

本发明的技术方案是这样实现的：一种固废制备超轻陶粒，由以下固废原材料制备：铝矾土尾矿、赤泥和高岭土尾矿，三种固废原材料配比后的化学成分：Al₂O₃含量为12～18.5wt％，SiO₂含量为48-54wt％，碱金属和碱土金属的总含量为：14～19wt％。

进一步地，碱土金属CaO的含量≥9wt％。

进一步地，铝土矿尾矿：赤泥：高岭土尾矿的重量比为3:3:4，其中SiO₂含量为48.40wt％，Al₂O₃含量为18.32wt％，碱金属及碱土金属总量为15.56％，CaO的含量为15.15wt％。

一种固废制备超轻陶粒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将铝矾土尾矿、赤泥和高岭土尾矿研磨至-0.074mm以下；

(2)根据铝矾土尾矿、高岭土尾矿、赤泥的化学组成，设计配方，使三种固废原材料配比后的化学成分：Al₂O₃含量为12～18.5wt％，SiO₂含量为≥45wt％，碱金属和碱土金属的总含量为：14～19wt％；

(3)根据步骤(2)的配方，取研磨后的三种固废原材料，添加发泡剂混合均匀，加水，均化2h后，造球后并干燥，得到生球；

(4)生球焙烧后得到超轻建筑陶粒产品。