[发明专利]一种利用油页岩残渣制备混凝土材料用陶粒的方法

说明书

一种利用油页岩残渣制备混凝土材料用陶粒的方法，属于混凝土材料用陶粒制备技术领域，包括如下步骤：第一步：将提取过石油的油页岩残渣破碎；第二步：将破碎后的油页岩残渣颗粒加热并保温；第三步：配制含有CO₃²⁺根离子盐类物质的水溶液；第四步：用含有CO₃²⁺根离子盐类物质的水溶液搅拌油页岩残渣颗粒并造粒；第五步：将造好粒的陶粒胚体置于烘干装置中烘干；第六步：将烘干后的陶粒胚体进行两步加热；第七步：烧制过程完成的陶粒冷却。本发明制备的陶粒作为集料使用在混凝土材料配制过程中，达到降低混凝土密度和施工成本、充分利用油页岩残渣固体废料的目的。

技术领域

本发明属于混凝土材料用陶粒制备技术领域，特别是涉及一种利用油页岩残渣制备混凝土材料用陶粒的方法。

背景技术

目前，混凝土材料作为结构材料，主要问题是密度过高，限制了混凝土材料应用范围的推广和建筑施工技术的发展更新，而混凝土材料的密度是由配制混凝土的各种原材料决定的。使用人工集料配制混凝土材料不但可以节约天然集料的用量，还可以降低混凝土材料的密度，从而降低建筑物整体的重量，使建筑物具有更多的使用功能。

在各种人工集料当中陶粒是很重要的一种人工集料材料，人工陶粒可以自由调节尺寸，部分或全部代替混凝土中的粗细集料，还可以通过不同的原材料来制备。目前，制备陶粒的原材料主要有粉煤灰、石膏、河道污泥等。大量利用陶粒代替天然集料不但可以有效降低混凝土材料的密度，还可以起到固体废料再利用的作用，解决城市升级改造过程中的建筑垃圾大量产生的环境问题。至今还无利用油页岩残渣制备混凝土材料用陶粒的关键技术和相关报道。

油页岩残渣是指油页岩资源提取过石油之后的产物，在油页岩残渣中含有大量的硫元素，对于环境污染极为严重，而且目前并没有有效的处理油页岩残渣的工艺方法，只能就近堆放处理。利用油页岩残渣制备混凝土材料用陶粒，不但可以解决油页岩资源附近的环境问题，还可以大量消耗油页岩残渣，完善油页岩产业系统。充分利用其生产的固体废料，并推广到其它产业之中，解决城市固废再利用，发展绿色循环经济。节约河砂、山石等天然集料的用量，不对生态环境造成再次破坏。

当使用油页岩残渣制备的陶粒配制混凝土材料时，可以大幅度降低混凝土材料的重量，进而降低建筑物的整体重量。混凝土材料密度的降低可以扩展混凝土材料的应用范围，促进建筑施工技术的改进升级，优化建筑物的结构，节约施工过程中的材料成本。

当油页岩提取过石油之后形成油页岩残渣，这些油页岩残渣含有含量较高的硫元素含量，同时仍含有少量残留的油质物质，对于当地环境污染极为严重。目前，没有任何一种有效处理油页岩残渣的方式，只能就近堆放，不利于当地环境治理和产业升级，严重依赖资源。而且，没有深加工，附加值极低，严重浪费资源。值得注意的是，油页岩残渣资源不能应用到其它工业生产当中。

陶粒是混凝土配制过程中用量巨大的人工集料种类，根据陶粒的尺寸可以用作粗集料或细集料。目前，制备混凝土人工集料的原材料有粉煤灰、石膏材料、污泥等。这些原材料本身具有一定的水化硬化活性，可直接添加到其它种类建筑材料当中。用这些原材料制备混凝土材料用陶粒会增加混凝土材料的生产成本。同时，这些原材料的取得也会产生一定的费用，进一步增加施工成本。受制于原材料化学成分的限制，陶粒的化学成分不能调节。最后，使用这些原材料并不能解决城市发展过程中大量产生固废及建筑垃圾的问题。

现有的制备陶粒的原材料包括粉煤灰、石膏及各种污泥等，这些原材料的获得和使用会增加混凝土材料的生产成本。而且粉煤灰、石膏、污泥等原材料本身具有一定的水化硬化活性，除制备陶粒外还可以添加到其它建筑材料当中。所以，近些年来粉煤灰等原材料的价格水涨船高，增加了其制备陶粒的成本。而油页岩残渣是油页岩提取过石油之后的产物，目前并无有效处理方式，只能就近堆放，对环境污染严重，为非循环非绿色发展经济方式，严重依赖当地资源，产品附加值低下。但是，油页岩残渣中含有丰富的钙、硅、铝等活性物质，可以在适当条件下发生水化硬化反应。

发明内容