[发明专利]一种基于脱镁硼泥-油页岩半焦的高强陶粒及其制备方法

说明书

一种基于脱镁硼泥‑油页岩半焦的高强陶粒及其制备方法，原料成分按重量百分比为：脱镁硼泥45～50％，油页岩半焦45～50％，硅酸钠3～5％；其堆积密度830～890kg/m³，筒压强度9～13MPa；制备方法为：1)将脱镁硼泥和油页岩半焦混合；(2)磨矿烘干制成粉料；(3)粉料过200目筛获得预处理物料；(4)将预处理物料与硅酸钠混合，加入用造粒机制成母粒；(5)在105～120℃干燥，在500～550℃预热，在1050～1100℃焙烧20～30min，随炉冷却。本发明的方法解决了硼泥和油页岩半焦的堆存处理难题，减轻了对环境的危害；可以制备出性能优异的陶粒，还能够节省大量粘土资源，降低生产成本。

技术领域

本发明属于环保和矿物加工技术领域，特别涉及一种基于脱镁硼泥-油页岩半焦的高强陶粒及其制备方法。

背景技术

硼泥是生产硼酸、硼砂等产品产生的废渣，呈碱性，含氧化硼和氧化镁等组分，俗称“硼泥”。硼泥在硼砂工业中的排放量巨大，通常生产1t的硼砂，会产生4～5t的硼泥，硼泥的堆存处置不仅占用大量土地，而且会使堆场附近的土壤碱化并引起硼的迁移转化，造成环境污染。

页岩油的产量也在逐年增加，在制备页岩油的过程中会排放大量的油页岩半焦，其大量堆放不仅大量土地，且其渗出液含有较多的有毒化合物，会严重污染环境。

高性能混凝土因其轻质高强、抗震性能强、耐久性良好、经济优良，一直受到研究学者的关注；混凝土中轻集料用量占到60％以上，传统人造轻骨料多以黏土、页岩等自然资源为主要原料，大量开采会破坏生态环境。目前常用的人造轻骨料也存在强度低、密度大缺陷，无法满足制备高性能混凝土的标准。开发一种以脱镁硼泥和油页岩半焦等工业废渣为原料，既可以解决工业固废的资源化问题，也提供了新型高强轻骨料新产品。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于脱镁硼泥-油页岩半焦的高强陶粒及其制备方法，以脱镁硼泥和油页岩半焦两种工业废渣为原料，通过成分配比以及热处理加工的方式，制成高强度高密度的混凝土用陶粒材料，达到硼泥和油页岩半焦再利用、降低陶粒制备成本、减轻环境污染的目的。

本发明的基于脱镁硼泥-油页岩半焦的高强陶粒的原料成分按重量百分比为：脱镁硼泥45～50％，油页岩半焦45～50％，硅酸钠3～5％；其堆积密度830～890kg/m³，筒压强度9～13MPa。

上述的基于脱镁硼泥-油页岩半焦的高强陶粒的密度等级900级，1h吸水率1.3～2.1％。

上述的脱镁硼泥的制备方法为：将硼泥与重量浓度40～60％的硫酸按重量比1:(3～5)混合后，在70±3℃条件下浸出至少120min，然后过滤；过滤获得的浸出渣水洗至洗液的pH值≥6，再烘干去除水分作为脱镁硼泥。

本发明的基于脱镁硼泥-油页岩半焦的高强陶粒的制备方法按以下步骤进行：

1、将脱镁硼泥和油页岩半焦混合获得混合物料；

2、将混合物料采用球磨机进行磨矿处理，磨矿时的矿浆浓度70～80％，磨矿时间20～30min，烘干去除水分制成粉料；

3、将粉料过200目筛，筛下物料作为预处理物料；

4、将预处理物料与硅酸钠混合，再加入水混合均匀，然后用造粒机制成母粒；母粒中按重量百分比为脱镁硼泥45～50％，油页岩半焦45～50％，硅酸钠3～5％；

5、将母粒置于加热炉中，在105～120℃条件下干燥20～25min，然后升温至500～550℃，在500～550℃预热5～10min，最后升温至1050～1100℃，在1050～1100℃焙烧20～30min，随炉冷却至常温，制成基于脱镁硼泥-油页岩半焦的高强陶粒。

上述的步骤4中，母粒的粒径5～20mm。