CN102617097A

CN102617097A - 以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒及其制备方法

Info

Publication number: CN102617097A
Application number: CN201210101029XA
Authority: CN
Inventors: 陈铁军; 陈佳; 张一敏
Original assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Current assignee: Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date: 2012-04-09
Filing date: 2012-04-09
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2032-04-09
Also published as: CN102617097B

Abstract

本发明涉及一种以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒及其制备方法。该免烧陶粒的原料组分及其含量是：石煤提钒尾矿为45~60wt%，粉煤灰为10~30wt%，固体碱激发剂为7~15wt%，水泥为5~10wt%，生石灰为5~10wt%，石膏为2~5wt%，水为5~15wt%。按上述原料及其含量，先将石煤提钒尾矿和固体碱激发剂混匀，磨细至0.074mm以下，制得预制料；再向预制料中加入粉煤灰、水泥、生石灰、石膏和水，搅拌均匀，制得混合料；然后将所述混合料陈化1~3小时，造球，陈化3~7天，置于蒸压釜中，在0.8MPa~1.2MPa条件下蒸压6~10小时。本发明具有环境友好、工艺简单、能耗小和尾矿利用率较高的优点，所制备的免烧陶粒产品的强度较高和隔热性能好。

Description

以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒及其制备方法

技术领域

本发明属于免烧陶粒技术领域。具体涉及一种以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒及其制备方法。

背景技术

近年来，陶粒以其质轻、耐腐蚀及良好的隔绝性能广泛用于建材、园艺、食品饮料和耐火保温材料等部门，特别是免烧陶粒因其具有投资小和工艺简单的特点，更符合生产节能的趋势而得到广泛关注。当前制作陶粒的主要原料为铝硅酸盐矿物或工业固体废弃物，在国内外研究中，主要用粘土、页岩或粉煤灰为原料制备陶粒，如“页岩免烧陶粒”（CN201068430Y,2008)专利技术；传统工艺中碱激发剂是在加混合料中没有对粉磨过程中产生的热能进行合理利用，如“免蒸免烧粉煤灰陶粒的配方” (CN1868963A,2006)专利技术，固体碱激发剂颗粒较粗，不利于活性SiO₂和Al₂O₃的浸出；传统的蒸压陶粒在造好球后直接放入蒸压釜养护，而不经过陈化，不利于陶粒强度的增长。而使用石煤提钒尾矿为原料制备陶粒的研究未见报道。

石煤提钒尾矿是将石煤经过焙烧和浸出等工艺提取出其中的稀有金属钒后所残余的废渣，目前主要采取堆放的方式处理，容易造成土地占用、环境污染和资源浪费等问题。

发明内容

本发明旨在克服已有技术缺陷，目的是提供一种工艺简单、能耗较小、尾矿利用率较高和环境友好的以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒的制备方法；用该方法所制备的免烧陶粒产品的强度较高和隔热性能好。

为实现上述目的，本发明所采用的原料组分及其含量是：石煤提钒尾矿为45~60wt%，粉煤灰为10~30wt%，固体碱激发剂为7~15wt%，水泥为5 ~10wt%，生石灰为5 ~10wt%，石膏为2~5wt%，水为5~15wt%。

按上述原料组分及其含量，先将所述石煤提钒尾矿和固体碱激发剂混匀，磨细至0.074mm以下，制得预制料；再向预制料中加入所述粉煤灰、水泥、生石灰、石膏和水，搅拌均匀，制得混合料；然后将所述混合料陈化1~3小时，造球，陈化3~7天，置于蒸压釜中，在0.8MPa~

1.2MPa条件下蒸压6~10小时。

在上述技术方案中：石煤提钒尾矿中的SiO₂含量为65~85wt%，Al₂O₃含量为5 ~20wt%；固体碱激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾其中的一种或两种；粉煤灰的粒径≤0.074mm，Al₂O₃含量≥30wt%。

由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1、以石煤提钒尾矿为原料制备免烧陶粒，为该类尾矿提供了有效的利用途径，解决了尾矿堆存造成的安全隐患、环境污染和资源浪费等问题，还拓宽了制备免烧陶粒的原料来源。

2、在粉磨过程中加入固体碱激发剂，有效地利用了粉磨过程中产生的热量，从而提高了活化效果。

3、在成品球进入蒸压釜前的工艺过程中增加陈化工序，能有效避免蒸压过程中因水蒸汽过大而导致的强度降低问题。

4、用该方法制备的免烧陶粒外形美观，有良好的抗渗性及抗压性，并且具有良好的后期强度。吸水率为6.81~7.62%，抗压强度为3.05~3.62MPa，其它性能均能达到GB/T 17431.1

-1998要求。

因此，本发明具有环境友好、工艺简单、能耗小和尾矿利用率较高的优点，拓宽了免烧陶粒的原料来源，开拓了石煤提钒尾矿综合利用的新途径；用该方法所制备的免烧陶粒产品的强度较高和隔热性能好，其产品性能均能达到国家标准。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。

为避免重复，先将本具体实施方式中所涉及原料的理化性能参数统一描述如下，具体实施例中不再赘述：石煤提钒尾矿中的SiO₂含量为65~85wt%，Al₂O₃含量为5~20wt%；粉煤灰的粒径≤0.074mm，Al₂O₃含量≥25wt%。

实施例1

一种以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒及其制备方法。该免烧陶粒的原料组分及其含量是：石煤提钒尾矿为45~50wt%，粉煤灰为20~30wt%，固体碱激发剂为7~10wt%，水泥为5 ~8wt%，生石灰为5 ~8wt%，石膏为2~3wt%，水为5~9wt%。

1.0MPa条件下蒸压8~10小时。

本实施例中，固体碱激发剂为氢氧化钾的混合物。

本实施例所制备的免烧陶粒外形美观，有良好的抗渗性及抗压性，并且具有良好的后期强度。吸水率为6.81~7.02%，抗压强度为3.05~3.38MPa，其它性能亦达到GB/T17431.1-1998要求。

实施例2

一种以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒及其制备方法。该免烧陶粒的原料组分及其含量是：石煤提钒尾矿为50~55wt%，粉煤灰为15~20wt%，固体碱激发剂为9~15wt%，水泥为8~10wt%，生石灰为5 ~7wt%，石膏为2~3wt%，水为5~10wt%。

按上述原料组分及其含量，先将所述石煤提钒尾矿和固体碱激发剂混匀，磨细至0.074mm以下，制得预制料；再向预制料中加入所述粉煤灰、水泥、生石灰、石膏和水，搅拌均匀，制得混合料；然后将所述混合料陈化1~3小时，造球，陈化3~7天，置于蒸压釜中，在1.0~

1.2MPa条件下蒸压6~8小时。

本实施例中，固体碱激发剂为氢氧化钠。

本实施例所制备的免烧陶粒外形美观，有良好的抗渗性及抗压性，且具有良好的后期强度。吸水率为7.11~7.32%，抗压强度为3.15~3.52MPa，其它性能亦达到GB/T17431.1-1998要求。

实施例3

一种以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒及其制备方法。该免烧陶粒的原料组分及其含量是：石煤提钒尾矿为52~60wt%，粉煤灰为10~15wt%，固体碱激发剂为7~10wt%，水泥为5 ~9wt%，生石灰为6~10wt%，石膏为3~5wt%，水为8~15wt%。

按上述原料及其含量，先将所述石煤提钒尾矿和固体碱激发剂混匀，磨细至0.074mm以下，制得预制料；再向预制料中加入所述粉煤灰、水泥、生石灰、石膏和水，搅拌均匀，制得混合料；然后将所述混合料陈化1~3小时，造球，陈化3~7天，置于蒸压釜中，在0.8~

1.0MPa条件下蒸压8~10小时。

本实施例中，固体碱激发剂为氢氧化钠和氢氧化钾的混合物。

本实施例所制备的免烧陶粒外形美观，有良好的抗渗性及抗压性，且具有良好的后期强度。吸水率为7.31~7.62%，抗压强度为3.37~3.62MPa，其它性能亦达到GB/T17431.1-1998要求。

本具体实施方式有以下有益效果：

1、以石煤提钒尾矿为主要原料制备免烧陶粒，为该类尾矿提供了有效的利用途径，解决了尾矿堆存造成的安全隐患，环境污染和资源浪费等问题。并且拓宽了制备免烧陶粒的原料来源。

2、在粉磨过程中加入固体碱激发剂，有效地利用了粉磨过程中产生的热量，从而提高活化效果。

3、在成品球进入蒸压釜前的工艺过程中增加陈化程序，能有效避免蒸压过程中水蒸汽过大而导致的强度降低问题。

4、用该方法制备的免烧陶粒外形美观，有良好的抗渗性及抗压性，并且具有良好的后期强度。吸水率为6.81~7.62%，抗压强度为3.05~3.62MPa，其它性能参数均能达到GB/T 17431.1-1998要求。

因此，本具体实施方式具有环境友好、工艺简单、能耗小和尾矿利用率较高的优点，拓宽了免烧陶粒的原料来源，开拓了石煤提钒尾矿综合利用的新途径；用该方法所制备的免烧陶粒产品的强度较高和隔热性能好其产品性能均能达到国家标准。

Claims

1.一种以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒的制备方法，其特征在于：该免烧陶粒的原料组分及其含量是：石煤提钒尾矿为45~60wt%，粉煤灰为10~30wt%，固体碱激发剂为7~15wt%，水泥为5 ~10wt%，生石灰为5 ~10wt%，石膏为2~5wt%，水为5~15wt%；

按上述原料组分及其含量，先将所述石煤提钒尾矿和固体碱激发剂混匀，磨细至0.074mm以下，制得预制料；再向预制料中加入所述粉煤灰、水泥、生石灰、石膏和水，搅拌均匀，制得混合料；然后将所述混合料陈化1~3小时，造球，陈化3~7天，置于蒸压釜中，在0.8MPa~1.2MPa条件下蒸压6~10小时。

2.根据权利要求1所述的以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒的制备方法，其特征在于所述石煤提钒尾矿中的SiO₂含量为65~85wt%，Al₂O₃含量为5 ~20wt%。

3.根据权利要求1所述的以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒的制备方法，其特征在于所述固体碱激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒的制备方法，其特征在于所述粉煤灰的粒径≤0.074mm，Al₂O₃含量≥30wt%。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒的制备方法所制备的免烧陶粒。