CN103288421A - 一种烧结型陶粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烧结型陶粒及其制备方法，属于建筑材料制备技术领域。本发明提供的烧结型陶粒由黄河淤泥砂，金尾矿，煤粉，水制备而成。以黄河淤泥砂为主料，添加一定比例金尾矿、煤粉，从而使制备的陶粒的性能优于国家标准。黄河淤泥砂，黄金尾矿均为大自然的废弃物，易得且成本低廉；能获得良好的社会效益和经济效益；充分发展了黄金尾矿的循环经济，减少污染排放，提高经济效益。

Description

一种烧结型陶粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种烧结型陶粒及其制备方法，属于建筑材料制备技术领域。

背景技术

陶粒即陶质的颗粒；其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。目前，多用固体废弃物或不可再生资源为原料，采用烧结工艺进行制备；其中，固体废弃物包括工业废弃物（粉煤灰、电石灰、电解渣、脱硫石膏、冶炼渣）、城市垃圾、建筑垃圾、矿区尾矿等，不可再生资源包括粘土、沸石、煤等。由于采用不同原料所制备的陶粒的性能（密度等级、强度、孔隙率、吸水率）各不相同，并非采用上述的任意材料均能制备出陶粒均能达到国家标准；因此，人们一直尝试采用各种不同的原料、及其组合以制备性能较好的陶粒。例如CN102503366公开了一种以黄金尾矿粉和粉煤灰为原料的陶粒；但是该陶粒虽然很好的利用了黄金尾矿粉和粉煤灰两种固体废弃物，其性能只能达到国家标准，不能满足更高的性能要求。但是随着建筑工程对建筑材料要求的提高，仅是达到国家标准的陶粒的市场前景不容乐观；相反，性能优于国家标准的陶粒具备广阔的市场前景。

与此同时，用于制备陶粒的各种原料其重量和体积较大且用量较大，原料的运输成本在生产成本占有较大比例。因此，如何利用当地的固体废弃物资源以制备出性能优于国家标准的陶粒目前陶粒研究的重要内容。

黄河淤泥砂是黄河冲击流经黄土高原裹携大量泥砂至黄河下游，由于流速渐缓沉积落淤而成的一种砂性土壤。黄河淤泥砂作为一种大自然废弃物，如不加以合理整治与利用，会给人们的生产生活带来很大的危害，搞好黄河淤泥砂的综合利用，有利于保护耕地、节能利废、保护和改善自然环境，具有显著的经济效益和社会效益。目前，黄河淤泥砂用于烧结砖和墙体材料的制作，但没有用于生产陶粒的制作。

金尾矿是金选矿提取金精矿后所排放的矿石废料。金尾矿已成为制约矿山持续发展，危及矿区及周边生态环境的重要因素。在资源日渐枯竭、环境意识日益增强的今天，开拓多种金尾矿综合利用途径是矿山持续发展的必然选择。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够同时利用黄河淤泥砂和金尾矿、且性能优于国家标准的烧结型陶粒。本发明还提供了上述烧结型陶粒的制备方法。

本发明的技术方案：

一种烧结型陶粒，由下列重量份数的原料制备而成：黄河淤泥砂40~60份，金尾矿20~40份，煤粉3~7份，水25~35份。

黄河淤泥砂是黄河冲击流经黄土高原裹携大量泥砂至黄河下游，由于流速渐缓沉积落淤而成的一种黄色砂性土壤；取自黄河山东段。

金尾矿是金选矿提取金精矿后所排放的矿石废料；取自于胶东半岛。

本专利以黄河淤泥砂为主要成分，与废弃的金尾矿和煤粉进行配比，制备过程中烧结温度低，有利于节能降耗。

一种上述烧结型陶粒，采用下述方法制备而成：

（1）将黄河淤泥砂、金尾矿、煤粉、水混合均匀后制备成生料球；

（2）将生料球在90~105℃烘干4~5.5小时；

（3）将烘干后的生料球置于煅烧炉中进行预热、烧结、冷却；预热温度控制在400℃~600℃，预热时间20~30分钟；烧结温度控制在1100℃~1250℃，烧结时间20~30分钟；炉内冷却温度控制在400~700℃；

（4）出炉，在空气中自然冷却；得烧结型陶粒。

所述黄河淤泥砂、金尾矿为能保持恒重的干品；

所述黄河淤泥砂用200目标准筛过筛，金尾矿的粒径小于0.08mm；

所述生料球的粒径为直径5~15mm，优选10mm；

步骤（1）中的生料球必需含有一定的水分，含水量控制在15%~30%；

步骤（2）中的生料球，在烘干之后必需保证有一定的稳定性，要求约在2m高的位置下落，生料球不破碎。

本发明的有益效果：

1.本发明所用原料主要为黄河淤泥砂，充分实现了黄河淤泥砂的综合利用，对环境保护起到促进作用；

2.本发明所用原料黄河淤泥砂均为大自然的废弃物，易得且成本低廉；能获得良好的社会效益和经济效益；

3.本发明所用原料主要为金尾矿，充分发展了金尾矿的循环经济，减少污染排放，提高经济效益；

4.本发明所用原料金尾矿是一种废弃物，充分利用，可以节约土地，减少环境污染，实现环境清洁。

5.本发明所制造的烧结型陶粒，优于国家标准，具备强度高、吸水率低等良好性能。

6.本发明所制造的烧结型陶粒，可广泛应用于结构混凝土和结构混凝土制品，具有很好的社会效益。

具体实施方式

实施例1

本实施例有以下原料重量份数组成：黄河淤泥砂60份，金尾矿25份，煤粉5份，水33份。

制造工艺流程： 

    （1）将黄河淤泥砂和金尾矿烘干至恒重；

    （2）将黄河淤泥砂用200目标准筛过筛，将烘干后的金尾矿粉磨至粒径小于0.08mm；

    （3）将过筛后筛下的黄河淤泥砂、金尾矿和煤粉分别称量；

    （4）将称量好的三种原料放在搅拌机中搅拌均匀；

    （5）称量水，然后加入已搅拌均匀的原料中，继续搅拌；

    （6）将原料制造为直径10mm的生料球；

    （7）将制造好的生料球放入烘箱中100℃烘干约5个小时；

（8）将烘干后的生料球置于烧结炉中，经历预热、烧结、冷却三个过程，预热温度为 

400℃~600℃，预热时间20~30分钟；烧结温度控制在1100℃~1250℃，烧结时间20~30

分钟；在炉内冷却温度控制在400~700℃（炉温）；

（9）生料球被冷却至400℃后出炉，在空气中自然冷却；得烧结型陶粒。

实施例2

本实施例由以下原料重量份数组成：黄河淤泥砂55份，金尾矿30份，煤粉5份，水30份。

    本实施例的制造方法同实施例1。     

实施例3

本实施例由以下原料重量份数组成：黄河淤泥砂50份，金尾矿35份，煤粉7份，水35份。

    本实施例的制造方法同实施例1。

实施例4

本实施例由以下原料重量份数组成：黄河淤泥砂40份，金尾矿40份，煤粉7份，水28份。

    本实施例的制造方法同实施例1。

实施例5

本实施例由以下原料重量份数组成：黄河淤泥砂45份，金尾矿35份，煤粉3份，水25份。

    本实施例的制造方法同实施例1。

上述实施例1-5所制造的烧结型陶粒的堆积密度为650～700kg/m³，表观密度为1400～1480kg/m³，筒压强度为4.0～4.5MPa，浸水1小时吸水率为7.0%～7.5%，浸水24小时吸水率为8.4%～9.0%，软化系数为0.82～0.87。

上述实施例所制造的烧结型陶粒可应用于结构混凝土和结构混凝土制品，具有很好的社会效益。

Claims (4)

1.一种烧结型陶粒，其特征在于，由下列重量份数的原料制备而成：黄河淤泥砂40~60份，金尾矿20~40份，煤粉3~7份，水25~35份。

2.一种权利要求1所述的烧结型陶粒的制备方法，其特征在于：

（1）将黄河淤泥砂、金尾矿、煤粉、水混合均匀后制备成生料球；

（2）将生料球在90-105℃烘干4-5.5小时；

（3）将烘干后的生料球置于煅烧炉中进行预热、烧结、冷却至400℃；预热温度、控制在400℃~600℃，预热时间20~30分钟；烧结温度控制在1100℃~1250℃，烧结时间20~30分钟；、炉内冷却温度控制在400~700℃；

（4）出炉，在空气中自然冷却；得烧结型陶粒。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，

所述黄河淤泥砂用200目标准筛过筛，金尾矿的粒径小于0.08mm；

所述生料球的粒径为直径5~15mm。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述生料球的粒径为10mm。