[发明专利]用于制备超轻陶粒的组合物、陶粒及其制备方法

说明书

本发明公开了用于制备超轻陶粒的组合物，按重量份计，包括页岩60‑100份，粉煤灰0‑40份，铁矾渣2‑20份；以页岩、粉煤灰、铁矾渣的总重量为基准，还添加有0.2‑2％的碳化硅。各组分搭配，实现页岩、铁矾渣等废弃资源的有效利用，减少固废排放，并可获得堆积密度400kg/m³以下，同时具有较低吸水率的超轻陶粒，其原料成本低，产品附加值高，实现了废弃物的高值化利用。还公开了以该组合物为原料制备的陶粒及该陶粒的制备方法。

技术领域

本发明涉及无机非金属材料技术领域，尤其涉及用于制备超轻陶粒的组合物、以该组合物为原料制备的陶粒，及该陶粒的制备方法。

背景技术

陶粒是一种可以通过烧结而形成的一种陶制的颗粒，外观大多数呈现球状和椭球状，表面是一层坚硬的陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且还有一定的强度，在水处理、建材等领域得到广泛应用。

超轻陶粒一般指堆积密度300～500kg/m³的陶粒。这种陶粒一般用于保温隔热混凝土及其制品。以超轻陶粒为轻骨料代替砂石加入混凝土中，制得轻质混凝土，其具有无毒、无味、抗压耐磨、耐腐蚀，并具有良好的吸附性能和强度，适用于各类水质的净化处理；还用于花卉盆景无土栽培，具有材质轻、抗压、保温、防冻、防震、无辐射等优点。

现有陶粒在制备过程中通常需要使用大量粘土等原材料作为骨料，资源消耗量较大；所得陶粒的堆积密度通常在400kg/m³以上，很难获得更低堆积密度的超轻陶粒，也很难兼顾低堆积密度和低吸水率。

铁矾渣是锂电池行业常见的一种固体废弃物。由于锂电池行业发展迅速，锂电行业所产生的废弃物以及废旧的锂电池不能得到很好的处理，由此就会带来十分严重的环境问题。针对湿法即化学浸出法对锂电池正极材料中的有价金属的Li、Co等元素的回收过程中，有大量的三价铁离子，为使回收金属过程中减少铁离子的干扰，常使用黄铁矾法对三价铁离子进行沉淀去除，该方法与传统产生氢氧化铁沉淀的方式相比，有渣粒粗、便于过滤等显著的优势。但铁矾渣对环境的污染有潜在性和长期性，一旦造成严重后果，会给环境造成巨大影响，常见的处置方法有填埋法等，综合利用率较差。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一，提供一种用于制备超轻陶粒的组合物，可实现页岩、铁矾渣等废弃资源的有效利用，减少固废排放，降低生产成本，并获得堆积密度400kg/m³以下，同时具有较低吸水率的超轻陶粒。

根据本发明第一方面的实施例，提供一种用于制备超轻陶粒的组合物，以页岩、铁矾渣等为主要原料，具体实施方式如下：

用于制备超轻陶粒的组合物，按重量份计，包括以下组分：页岩60-100份，粉煤灰0-40份，铁矾渣2-20份；以页岩、粉煤灰、铁矾渣的总重量为基准，还添加有0.2-2％的碳化硅。

在部分实施例中，所述碳化硅选用含铝碳化硅废料，所述含铝碳化硅废料中的碳化硅含量为页岩、粉煤灰、铁矾渣总重量的0.2-2％。所述含铝碳化硅废料，示例为陶瓷研磨过程产生的碳化硅废料。

在部分实施例中，各组分的粒度不粗于100目。

根据本发明第二方面的实施例，提供一种以上述的组合物为原料制备的陶粒。

根据本发明第三方面的实施例，提供上述的陶粒的制备方法，包括以下步骤：

将各组分制成粉料，混合均匀，在混合后的粉料中加入适量水进行造球，制成球坯；

对所得球坯进行干燥，再进行预热，再进行高温烧制，冷却后得到陶粒。

在部分实施例中，将各组分制成粉料的方法为：将各组分破碎后，进行烘干，球磨，过筛。筛分后粉料的粒度示例为不粗于100目。

在部分实施例中，对粉料进行混合的方法为球磨。