[发明专利]一种利用重有机污染土壤和有色金属冶炼渣制备超轻陶粒的方法

权利要求书

1.一种利用重有机污染土壤和有色金属冶炼渣制备超轻陶粒的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）将重有机污染土壤和有色金属冶炼渣配比混合，得到混合材料，所述混合材料中，重有机污染土壤的含量为50~70wt%，余量为有色金属冶炼渣；

（2）将步骤（1）所述混合材料进行造粒，焙烧，得到超轻陶粒；

步骤（1）所述重有机污染土壤中，SiO₂的含量为30~60wt%；Al₂O₃含量为5~15wt%；氧化钙含量为5~20wt%；氧化镁含量为2~15wt%；氧化铁含量为4~15wt%；K₂O和Na₂O总含量为1~10wt%；有机物种类为有机农药类、石油烃类、多环芳烃和多氯联苯污染物；

步骤（1）所述有色金属冶炼渣为石煤提钒尾渣、铜渣、铅渣、锌渣、铬渣和镍渣的混合物；

步骤（1）所述混合为研磨混合；

所述混合材料的粒度为80~200目；

步骤（1）所述重有机污染土壤中，有机农药类含量为500~10000mg/kg，石油烃类含量为10000~50000mg/kg，多环芳烃含量为500~10000mg/kg，多氯联苯含量为50~500mg/kg；

步骤（1）所述有色金属冶炼渣中铜含量控制在10000mg/kg以下，铅含量控制在1200mg/kg以下，锌含量控制在10000mg/kg以下，铬含量控制在2500mg/kg以下，镍含量控制在300mg/kg以下；

步骤（1）所述有色金属冶炼渣中，SiO₂的含量≥50wt%；

步骤（1）所述有色金属冶炼渣中，Al₂O₃的含量≥15wt%；

步骤（1）所述有色金属冶炼渣中，Fe₂O₃、CaO、MgO、K₂O和Na₂O的总含量为15~30wt%；

步骤（2）所述焙烧的过程包括：以第一升温速率升至第一温度，然后以第二升温速率升至第二温度；

所述第一升温速率为5~30℃/min；

所述第一温度为250~500℃；

所述第一温度下的保温时间为10~35min；

所述第二升温速率为5~20℃/min；

所述第二温度为1100~1250℃；

所述第二温度下的保温时间为10~35min；

所述焙烧后还包括冷却的过程；

所述冷却为自然降温，降至室温。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述有色金属冶炼渣中，SiO₂的含量为50~70wt%；

步骤（1）所述有色金属冶炼渣中，Al₂O₃的含量为15~30wt%。

3.如权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述造粒过程包括：将混合材料、水混合，使用造粒设备进行造粒，得到生料球；

所述造粒过程中，水的加入量为生料球质量的10~40wt%；

所述造粒设备为圆盘造粒机或圆锅造粒机；

所述生料球的直径为2~15mm；

所述造粒之后，焙烧之前，还包括将造粒得到的生料球进行干燥的过程；所述干燥的温度为80~120℃；所述干燥的时间为1~4h。

4.一种超轻陶粒，其特征在于，所述超轻陶粒通过权利要求1~2任一项所述的制备方法得到。

5.如权利要求4所述超轻陶粒，其特征在于，所述超轻陶粒的堆积密度为500~650kg/m³；

所述超轻陶粒1h吸水率为0.5~15.0%；

所述超轻陶粒筒压强度为0.5~5.0MPa；

所述超轻陶粒中，陶粒水浸液1:10中有机物含量TOC低于0.5mg/L；

所述超轻陶粒中，其浸出液中重金属浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的限制，即Cu100mg/L，Pb5mg/L，Zn100mg/L，Ni5mg/L。

6.一种如权利要求5所述超轻陶粒的用途，其特征在于，所述超轻陶粒用于建筑材料领域，为建筑材料领域中的保温材料、隔音材料、隔热材料和耐火材料中的任意一种或至少两种的组合。