CN101386523B

CN101386523B - 一种人造陶粒及其制备方法

Info

Publication number: CN101386523B
Application number: CN2008102334730A
Authority: CN
Inventors: 倪天银
Original assignee: YUNNAN CHANGQINGSHU CHEMICALS CO Ltd
Current assignee: YUNNAN CHANGQINGSHU CHEMICALS CO Ltd
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2028-10-23
Also published as: CN101386523A

Abstract

本发明是一种人造陶粒及其制备方法。原料配比为：用中低品位磷矿石、硅石和煤或焦经烘干、破碎、筛分磨粉后，按总物料中SiO₂/C_aO＝3.4～0.5、煤(或焦)折固定碳为总物料中P₂O₅和CO₂还原所需碳的1.05～1.6进行配料。制成陶粒料坯；经自然养护和烘干，送入窑内进行预热和煅烧，在煅烧时磷矿石中的磷被煤或焦的固体碳还原成单质磷，并进一步氧化成五氧化二磷随窑气去制取磷酸，煅烧好的料坯经换热冷却后成为成品陶粒。本发明生产陶粒不用粘土和页岩，而且生产的陶粒可直接再加工成陶粒砌块、陶粒空心砖、陶粒实心砖、轻质墙体材料等，可节约大量的制砖和陶粒生产取土用地，同时能生产优质磷酸。

Description

一种人造陶粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及资源综合利用和环保节能技术，特别是一种人造陶粒及其制备方法。

背景技术

陶粒是陶质的颗粒，它的表面是一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度。陶粒的粒径一般为5～20mm最大的粒径为25mm。其外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体，而呈不规则碎石状。陶粒一般用来取代混凝土中的碎石和卵石。

陶粒的外观颜色因所采用的原料和工艺不同而各异。焙烧陶粒的颜色大多为暗红色、赭红色，也有一些特殊品种为灰黄色、灰黑色、灰白色、青灰色等。陶粒的生产原料很多，陶粒的品种也很多，因而颜色也就很多。轻质性是陶粒许多优良性能中最重要的一点，也是它能够取代重质砂石的主要原因。陶粒的内部结构特征呈细密蜂窝状微孔。这些微孔都是封闭型的，而不是连通型的。它是由于气体被包裹进壳内而形成的，这是陶粒质轻的主要原因。

陶粒的密度低、质轻、保温、隔热、耐火性好、具有优异的耐火性、抗震性能好、吸水率低、抗冻性能和耐久性能好、具有优异的抗渗性和优异的抗碱集料反应能力，耐腐蚀、抗冻和良好的隔绝性，适应性强。广泛应用与建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等部门，应用领域越来越广，还在继续扩大。现在陶粒在建材方面的应用，已经由100％下降到80％，在其他方面的应用，已占20％。陶粒是一种陶瓷质地的人造石粒，综合强度、防火、耐风化等各项功能，陶粒是最优良的轻质建筑材料。陶粒滤料具有孔隙率高、比面积大、化学性能稳定、机械强度高、过滤水质好、不含有害物质、渗透能力强、率速高、产水量高等特点。陶粒可解决质量、防火、隔热、保温等工程上的难题，亦可用于园艺种植及水耕种植。陶粒的细小颗粒部分称为陶砂，主要用于代替天然河砂或山砂配制轻集料混凝土、轻质砂浆，也可作耐酸、耐热混凝土细集料。陶砂也可用于无土栽培和工业过滤。

目前陶粒生产主要用：黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰、生物污泥、河底泥、垃圾等为主要原料，经烘干、破碎、筛分，或粉磨后加入一定量的胶结料和水，经加工成球，烧结烧胀或自然养护而成。其存在的缺陷是用黏土较多，占用自然资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用中低品位磷矿和普通硅石为原料生产陶粒，同时可制得磷酸的方法。

本发明的技术方案为：

生产陶粒原料为：用中低品位磷矿石、硅石和煤或焦经烘干、破碎、筛分磨粉后，按总物料中SiO₂/C_aO＝3.4～0.5、煤(或焦)折固定碳为总物料中P₂O₅和CO₂还原所需碳的1.05～1.6进行配料。

按以下方法生产陶粒：将磷矿石、硅石和煤(或焦)，经烘干、破碎、筛分磨粉，按比例混合、陈化后，制成需要的陶粒料坯(Φ1～25mm)；料坯经自然养护和380℃～500℃烘干，送入窑内进行预热和煅烧，在1300℃左右磷矿石中的磷被煤(或焦)的固体碳还原成单质磷并进一步氧化成五氧化二磷随窑气去制取磷酸；煅烧好的料坯经换热冷却后及为成品陶粒。

利用生产方法可分别生产轻质陶粒、高强陶粒、园林疏水用陶粒、污水处理陶粒、各种规格陶砂等，还可进一步加工成陶粒混凝土、陶粒砌块、陶粒空心砖、陶粒实心砖、轻质墙体材料、天面隔热砖、各种陶粒制品等。

本发明生产陶粒不用粘土和页岩，而且生产的陶粒可直接再加工成陶粒砌块、陶粒空心砖、陶粒实心砖、轻质墙体材料等，可节约大量的制砖和陶粒生产取土用地，同时能生产优质磷酸。本发明解决了目前国内窑法磷酸生产烧渣做砖产品单一、质量稳定性差的推广应用瓶颈问题，是一种环保的循环经济的新技术。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

将磷矿(P₂O₅：21％，CaO：39％、SiO₂：26％、CO₂：2.3％)、硅石(SiO₂：92％)、煤(固定碳含量：75％)三种原料分别烘干后用球磨机磨成80％以上通过200目的粉料；按SiO₂/C_aO＝1.6、煤(或焦)按固定碳为总物料中P₂O₅和CO₂还原所需碳的1.05倍进行配料，则原料按1:0.4:0.133的比例混合后喷加5％的水和0.5％的木质磺酸盐加强剂，用挤压机压成Φ10-25mm的小球状料坯，自然养护三天，再在380℃～500℃烘干，送入窑内进行预热和在1300℃左右煅烧2-3小时，料坯中的磷被煤(或焦)的固体碳还原成单质磷除去，单质磷进一步氧化成五氧化二磷随窑气排出去制取磷酸。煅烧好的料坯经换热冷却后及为成品陶粒，该陶粒容重300-900，筒压强度3-4.5MPa，可用于建筑物顶层隔热混凝土、隔热板、冷藏库、烟囱夹层、植物无土栽培、花园绿化疏水层。

实施例2：

将磷矿(P₂O₅：22％，CaO：30％、SiO₂:35％、CO₂:3.5％)、硅砂(SiO₂为95％)、煤(固定碳含量为65％)三种原料分别烘干后用球磨机磨成80％以上通过200目的粉料；按SiO₂/C_aO＝2.8、煤(或焦)按固定碳为总物料中P₂O₅和CO₂还原所需碳的1.5倍进行配料，则原料按1:0.51:0.23的比例混合后喷加8％的水和0.6％的木质磺酸盐加强剂，用挤压机压成Φ8～12mm的小球状料坯，自然养护三天，再在380℃～500℃烘干，送入窑内进行预热和在1300℃左右煅烧1.5～2.5小时，料坯中的磷被煤(或焦)的固体碳还原成单质磷除去，单质磷进一步氧化成五氧化二磷随窑气排出去制取磷酸。煅烧好的料坯经换热冷却后及为成品陶粒，该陶粒容重400-900，筒压强度3.5～5MPa，可用于制造陶粒砖、预制墙板、预制混凝土构件、楼宇非结构间隔墙、非承重轻质混凝土、楼宇首层地下防潮层等。

Claims

1.一种人造陶粒，其特征在于原料配比为：用中低品位磷矿石、硅石和煤或焦经烘干、破碎、筛分磨粉后，按总物料中SiO₂/CaO＝3.4～0.5、煤或焦折固定碳为总物料中P₂O₅和CO₂还原所需碳的1.05～1.6倍进行配料。

2.权利要求1所述的人造陶粒的生产方法，其特征在于用中低品位磷矿石、硅石和煤或焦经烘干、破碎、筛分磨粉按比例混合、陈化后，制成陶粒料坯；经自然养护和烘干，送入窑内进行预热和煅烧，在煅烧时磷矿石中的磷被煤或焦的固体碳还原成单质磷，并进一步氧化成五氧化二磷随窑气排除去制取磷酸，煅烧好的料坯经换热冷却后成为成品陶粒。

3.根据权利要求2所述的人造陶粒的生产方法，其特征在于烘干温度为380～500℃。

4.根据权利要求2所述的人造陶粒的生产方法，其特征在于煅烧时间为1～3小时。