CN103922698B - 一种利用冶炼废渣制备的陶粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及冶炼废渣的无害化治理技术领域，尤其涉及一种利用冶炼废渣制备的陶粒及其制备方法，陶粒由10-90%的冶炼废渣粉料、5-40%的城市污泥、4-20%的粉煤灰、0-20%的煤矸石、0.1-10%的固化剂组成；陶粒的制备方法为：a、将冶炼废渣用粉碎机粉碎，制得冶炼废渣粉料；b、称取冶炼废渣粉料、城市污泥、粉煤灰、煤矸石、固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；c、将陶粒粉料输送至成球制粒机中造粒成型，制得陶粒球坯；d、将陶粒球坯烘干；e、将步骤d中烘干后的陶粒球坯煅烧，制得陶粒成品。本发明的陶粒质轻、环保，用途广泛；本发明的制备方法将冶炼废渣资源化利用，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

一种利用冶炼废渣制备的陶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及冶炼废渣的无害化治理技术领域，尤其涉及一种利用冶炼废渣制备的陶粒及其制备方法。
背景技术
目前，冶炼厂在冶炼生产过程中会产生大量的废渣，这些废渣基本没有再回收利用或提炼贵重金属的价值，而且还含有铜、铅、锌、镉、砷、汞等有毒害的重金属。污酸渣属于生产性废渣，为锌的湿法冶炼资源回收工艺副产物，其中含有汞、砷、镉、铅等对人和动物危害最为严重的重金属毒害物质，这些重金属毒害物质进入大气、水体和土壤等各种环境后，均可通过呼吸道、消化道和皮肤等各种途径被动物吸收，当这些重金属在动物体内积累到一定程度时，即会直接影响动物的生长发育、生理生化机能，直至引起动物的死亡。由于重金属不能被微生物降解，在环境中只能发生各种形态之间的相互转化，所以，重金属污染的消除极为困难，对生物引起的影响和危害非常严重，给社会和环境带来了巨大的安全隐患，极大地增加了企业的负担，不利于企业的可持续发展。目前重金属污染主要的处置办法，是通过化学反应降低废渣的毒害性，然后再进行后续处理。然而，这样处理一方面成本高，另一方面也不能彻底处理，因此即使采用了一些化学处理，其处理后的废渣仍然具有很强的污染和毒害。污酸渣属于生产性废渣，其可利用价值已经很低，含水率一般在80%左右，所以废渣产量很大，譬如株冶集团每月即可产生10000吨左右的废渣。
污酸渣仅在株洲地区就堆放了数百万吨等待处理，不仅占用了大量的土地堆放，而且产生了很大的环境污染。另外，我国每年新产生的炼铝废渣有上千万多吨，目前炼铝废渣的处置方式是将其填埋处置，不仅处置费用高且容易污染环境。由于渣场高昂的建设和运行成本，目前国内绝大部分废渣的渣库选址不科学、建设不规范，安全、防渗等措施达不到国家相关要求，渣中的重金属离子等污染物极易通过渗滤液等进入周边土壤、地表水和地下水中，远远超过当地生态环境容量，导致河流水质功能下降、居民饮用水被污染等问题，严重影响当地社会经济的和谐、稳定发展，也制约着金属冶炼行业的持续、健康发展。
综上，针对污酸渣、铝渣和锰渣等废渣引发的生态环境问题，如何妥善地处理废渣成了业内关注的重点。若将我国每年冶炼产生的大量废渣进行资源化处理，使之能够应用于建筑、农业等行业，达到变废为宝的目的，将是解决企业危险废物处理处置问题的重大突破。然而，目前缺乏这样切实可行、简单实用、并具有良好的社会效益和经济效益的处理冶炼废渣的方法，因此，亟需开发出一种可以将冶炼废渣进行资源化处理，使之能够变为可应用于建筑、农业等领域的材料的方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种可实现废弃物资源化利用的用冶炼废渣制备的陶粒。
本发明的另一目的在于提供一种切实可行、简单实用的用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，可实现冶炼废渣的无害化、减量化和资源化利用，有良好的社会效益、经济效益。
本发明是通过以下技术方案来实现的。
一种利用冶炼废渣制备的陶粒，它包括以下质量百分比的原料：
冶炼废渣                         10-90%
城市污泥                         5-40%
粉煤灰                             4-20%
煤矸石                             0-20%
固化剂                             0.1-10%；
其中，冶炼废渣为污酸渣、铝渣、锰渣中的一种或两种以上按任意比例的混合物。
优选的，一种利用冶炼废渣制备的陶粒，它包括以下质量百分比的原料：
冶炼废渣                         35-80%
城市污泥                         10-30%
粉煤灰                             4-15%
煤矸石                             5-15%
固化剂                             0.5-5%；
其中，冶炼废渣为污酸渣、铝渣、锰渣中的一种或两种以上按任意比例的混合物；
其中，固化剂由以下质量百分比的原料组成：
硅酸盐                5-55%
石英粉                5-55%
十二烷基硫酸钠        1-5%
碳粉                  1-10%
铁粉                  1-10%
淀粉                  1-15%
氧化锰                1-10%。
更优选的，一种利用冶炼废渣制备的陶粒，它包括以下质量百分比的原料：
冶炼废渣                         50-70%
城市污泥                         15-25%
粉煤灰                             7-12%
煤矸石                             7-12%
固化剂                             1-2%；
其中，冶炼废渣为污酸渣、铝渣、锰渣中的一种或两种以上按任意比例的混合物；
其中，固化剂由以下质量百分比的原料组成：
硅酸盐                5-40%
石英粉                40-55%
十二烷基硫酸钠        2-5%
碳粉                  5-10%
铁粉                  4-10%
淀粉                  8-15%
氧化锰                1-5%。
又一优选的，一种利用冶炼废渣制备的陶粒，它包括以下质量百分比的原料：
冶炼废渣                         10-45%
城市污泥                         25-40%
粉煤灰                             12-20%
煤矸石                             13-20%
固化剂                             5-10%；
其中，冶炼废渣为污酸渣、铝渣、锰渣中的一种或两种以上按任意比例的混合物；
其中，固化剂由以下质量百分比的原料组成：
硅酸盐                40-55%
石英粉                15-50%
十二烷基硫酸钠        1-2%
碳粉                  1-5%
铁粉                  1-5%
淀粉                  1-8%
氧化锰                5-10%。
又一更优选的，一种利用冶炼废渣制备的陶粒，它包括以下质量百分比的原料：
冶炼废渣                         45-90%
城市污泥                         5-25%
粉煤灰                             4-12%
煤矸石                             0-13%
固化剂                             0.1-5%；
其中，冶炼废渣为污酸渣、铝渣、锰渣中的一种或两种以上按任意比例的混合物；
其中，固化剂由以下质量百分比的原料组成：
硅酸盐                15-50%
石英粉                20-45%
十二烷基硫酸钠        1.5-5%
碳粉                  2-9%
铁粉                  2-9%
淀粉                  3-12%
氧化锰                3-8%。
再一优选的，一种利用冶炼废渣制备的陶粒，它包括以下质量百分比的原料：
冶炼废渣                         60%
城市污泥                         20%
粉煤灰                             10%
煤矸石                             9%
固化剂                             1%；
其中，冶炼废渣为污酸渣、铝渣、锰渣中的一种或两种以上按任意比例的混合物；
其中，固化剂由以下质量百分比的原料组成：
硅酸盐                36%
石英粉                38%
十二烷基硫酸钠        3%
碳粉                  5%
铁粉                  6%
淀粉                  7%
氧化锰                5%。
粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰外观类似水泥，颜色在乳白色到灰黑色之间变化。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、 MgO 、K2O、 Na2O、SO3、MnO2等，此外还有P2O5等。其中氧化硅、氧化钛来自黏土，岩页；氧化铁主要来自黄铁矿；氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳酸盐和硫酸盐。粉煤灰的密度（g/cm3）为1.9～2.9，堆积密度（g/cm3）为0.531～1.261，原灰标准稠度（%）为27.3～66.7，吸水量（%）为89～130，28d抗压强度比（%）为37～85。粉煤灰具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定，能提供优异的表面性能，增容，以及提高附着力。
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，其主要成分是Al2O3、SiO2，另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（镓、钒、钛、钴）。添加煤矸石制成的陶粒，密度小、质轻、保温、隔热、耐火性好、抗震性能好，且吸水率低，抗冻性能和耐久性能好。
本发明的固化剂可对冶炼废渣进行改性，例如与污酸渣、铝渣、锰渣中的重金属氧化物生成玻璃态，并达到易熔融和基体改性等性能特点，使污酸渣、铝渣、锰渣与固化剂的共烧产物具备一个较为理想的微观结构，固化稳定废渣中的重金属元素，可有效降低或防止重金属元素的浸出及与外界的传输，对重金属的稳定效果好，利于将冶炼废渣资源化利用，以达到节能减排、保护环境的目的。
水泥熟料主要由CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3组成，CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3不是以单独的氧化物存在的，而是两种或两种以上的氧化物经高温化学反应生成的多种矿物的集合体，主要有：硅酸三钙3CaO.SiO2、硅酸二钙 2CaO.SiO2、铝酸三钙 3CaO. Al2O3、铁铝酸四钙 4CaO.Al2O3.Fe2O3。通常熟料中硅酸三钙和硅酸二钙含量约占75%左右，铝酸三钙和铁铝酸四钙的理论含量约占22%左右。
石英粉（同石英砂）又称硅微粉，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2，石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，硬度为7，性脆，贝壳状断口，油脂光泽，密度为2.65，堆积密度(20-200目)为1.5，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1650℃。
十二烷基硫酸钠的别名为椰油醇（或月桂醇）硫酸钠、K12、发泡剂等，其分子式为C12H25SO4Na，分子量为288.38，HLB：40，属于亲水基表面活性剂；外观与性状呈白色或奶油色结晶鳞片或粉末，pH为7.5-9.5，熔点（℃）为204-207，相对密度（水=1）为1.09，298K时十二烷基硫酸钠的CMC值约为0.008mol·dm-3，溶解性：易溶于热水，溶于水，溶于热乙醇，微溶于醇，不溶于氯仿、醚。十二烷基硫酸钠是一种无毒的阴离子表面活性剂，其生物降解度>90%，其与阴离子、非离子复配伍性好，具有良好的乳化、发泡、渗透、去污和分散性能，以制备环保轻质陶粒。
上述用于制备陶粒的固化剂的制备方法，它包括以下制备步骤：按质量百分比称取硅酸盐、石英粉、十二烷基硫酸钠、碳粉、铁粉、淀粉和氧化锰并粉碎，再球磨，最后干混均匀，制成固化剂成品。   
上述利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，它包括以下制备步骤：
a、将污酸渣用粉碎机粉碎，制得冶炼废渣粉料；
b、按质量百分比称取冶炼废渣粉料、城市污泥、粉煤灰、煤矸石、固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；
c、将陶粒粉料输送至成球制粒机中造粒成型，制得陶粒球坯；
d、将陶粒球坯烘干；
e、将步骤d中烘干后的陶粒球坯煅烧，制得陶粒成品。
其中，步骤a具体为：先将冶炼废渣用粉碎机粉碎形成冶炼废渣颗粒粉末，再将冶炼废渣颗粒粉末用目数为270-320目的筛子筛选，筛选通过筛子的冶炼废渣颗粒粉末为冶炼废渣粉料。
其中，步骤c具体为：将陶粒粉料输送至成球制粒机的成球盘中，成球盘的直径为1800-3600mm，调节成球盘的转速为10-20r/min，并向成球盘中均匀喷洒水与糊精的混合溶液，混合溶液中糊精的质量百分比为0.1%-0.6%，喷洒的混合溶液与成球盘中的陶粒粉料的比例为1:10~6:10，陶粒粉料在成球盘中不断滚动造粒成型，制得陶粒球坯。喷洒糊精溶液使陶粒球坯成球更密实。
其中，步骤d具体为：将陶粒球坯烘干，烘干的温度为280-320℃，烘干的时间为10-20 min。
其中，步骤e具体为：将步骤d烘干后的陶粒球坯煅烧，煅烧的温度为1000-1200℃，煅烧的时间为10-40min，将煅烧后的陶粒球坯自然冷却，制得陶粒成品。
其中，所述步骤e之后，还包括步骤f：将陶粒成品按粒径进行筛分处理，将筛分出的不同粒径的陶粒成品送入不同型号的仓库中储存。
本发明的有益效果为：本发明的一种利用冶炼废渣制备的陶粒，主要利用冶炼废渣、固化剂及城市污泥、粉煤灰、煤矸石等其他工业废弃物制成，实现了以废治废，成本低廉；且所采用的固化剂可固化稳定废渣中的重金属元素，降低或防止重金属元素的浸出及与外界的传输，对重金属的稳定效果好，有效实现冶炼废渣的无害化、减量化和资源化；本发明制得的陶粒性能优异、高效稳定，且轻质、环保，具有耐热、抗冻、耐酸碱、防腐及热膨胀系数低等性能，可用于建筑用混凝土骨料以及高速公路的路面材料，还可用作保温、隔音、隔热墙体材料及重油脱水和工业用水的过滤材料，用途广泛，利于实现废弃物的资源化利用。
本发明的一种利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法是一种切实可行、简单实用、具有一定经济价值的处理技木，其利用冶炼厂产生的大量废弃物，主要是污酸渣、铝渣及锰渣，并通过特殊的配方及工艺制备建筑材料领域广泛使用的轻质陶粒，将冶炼厂的大量废弃物资源化利用，可达到节能减排，保护环境的效果，是解决企业危险废物处理处置问题的重大突破，将原本的废弃物变为节能环保的优质产品，有效降低了企业的环保成本，具有良好的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1。
本实施例的利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，它包括以下制备步骤：
a、先将污酸渣用粉碎机粉碎形成污酸渣颗粒粉末，再将污酸渣颗粒粉末用目数为270目的筛子筛选，筛选通过筛子的污酸渣颗粒粉末为污酸渣粉料；
b、b1)：将质量百分比为5%的硅酸盐、55%的石英粉、5%的十二烷基硫酸钠、9%的碳粉、9%的铁粉、12%的淀粉、5%的氧化锰先粉碎，再球磨，最后干混均匀，制成固化剂成品；b2)：按质量百分比称取10%的污酸渣粉料、40%的城市污泥、20%的粉煤灰、20%的煤矸石、10%的由步骤b1)制成的固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；
c、将陶粒粉料输送至成球制粒机的成球盘中，成球盘的直径为1800mm，调节成球盘的转速为20r/min，并向成球盘中均匀喷洒水与糊精的混合溶液，混合溶液中糊精的质量百分比为0.1%，喷洒的混合溶液与成球盘中的陶粒粉料的比例为1:10，陶粒粉料在成球盘中不断滚动造粒成型，制得陶粒球坯；
d、将陶粒球坯烘干，烘干的温度为280℃，烘干的时间为20 min；
e、将步骤d烘干后的陶粒球坯煅烧，煅烧的温度为1000℃，煅烧的时间为40min，将煅烧后的陶粒球坯自然冷却，制得陶粒成品。
f、将陶粒成品按粒径进行筛分处理，将筛分出的不同粒径的陶粒成品送入不同型号的仓库中储存。
实施例2。
本实施例的利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，它包括以下制备步骤：
a、先将铝渣用粉碎机粉碎形成铝渣颗粒粉末，再将铝渣颗粒粉末用目数为300目的筛子筛选，筛选通过筛子的铝渣颗粒粉末为铝渣粉料；
b、b1)：将质量百分比为55%的硅酸盐、5%的石英粉、1%的十二烷基硫酸钠、1%的碳粉、1%的铁粉、1%的淀粉、1%的氧化锰先粉碎，再球磨，最后干混均匀，制成固化剂成品；b2)：按质量百分比称取90%的铝渣粉料、5%的城市污泥、4%的粉煤灰、1%的由步骤b1)制成的固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；
c、将陶粒粉料输送至成球制粒机的成球盘中，成球盘的直径为2000mm，调节成球盘的转速为19r/min，并向成球盘中均匀喷洒水与糊精的混合溶液，混合溶液中糊精的质量百分比为0.2%，喷洒的混合溶液与成球盘中的陶粒粉料的比例为1:5，陶粒粉料在成球盘中不断滚动造粒成型，制得陶粒球坯；
d、将陶粒球坯烘干，烘干的温度为284℃，烘干的时间为19 min；
e、将步骤d烘干后的陶粒球坯煅烧，煅烧的温度为1020℃，煅烧的时间为36min，将煅烧后的陶粒球坯自然冷却，制得陶粒成品。
f、将陶粒成品按粒径进行筛分处理，将筛分出的不同粒径的陶粒成品送入不同型号的仓库中储存。
实施例3。
本实施例的利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，它包括以下制备步骤：
a、先将锰渣用粉碎机粉碎形成锰渣颗粒粉末，再将锰渣颗粒粉末用目数为320目的筛子筛选，筛选通过筛子的锰渣颗粒粉末为锰渣粉料；
b、b1)：将质量百分比为15%的硅酸盐、45%的石英粉、5%的十二烷基硫酸钠、9%的碳粉、9%的铁粉、12%的淀粉、5%的氧化锰先粉碎，再球磨，最后干混均匀，制成固化剂成品；b2)：按质量百分比称取35%的锰渣粉料、30%的城市污泥、15%的粉煤灰、15%的煤矸石、5%的由步骤b1)制成的固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；
c、将陶粒粉料输送至成球制粒机的成球盘中，成球盘的直径为2200mm，调节成球盘的转速为18r/min，并向成球盘中均匀喷洒水与糊精的混合溶液，混合溶液中糊精的质量百分比为0.3%，喷洒的混合溶液与成球盘中的陶粒粉料的比例为3:10，陶粒粉料在成球盘中不断滚动造粒成型，制得陶粒球坯；
d、将陶粒球坯烘干，烘干的温度为288℃，烘干的时间为18min；
e、将步骤d烘干后的陶粒球坯煅烧，煅烧的温度为1040℃，煅烧的时间为32min，将煅烧后的陶粒球坯自然冷却，制得陶粒成品。
f、将陶粒成品按粒径进行筛分处理，将筛分出的不同粒径的陶粒成品送入不同型号的仓库中储存。
实施例4。
本实施例的利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，它包括以下制备步骤：
a、先将污酸渣、铝渣分别用粉碎机粉碎形成污酸渣颗粒粉末和铝渣颗粒粉末，再将污酸渣颗粒粉末和铝渣颗粒粉末分别用目数为300目的筛子筛选，筛选通过筛子的污酸渣颗粒粉末和铝渣颗粒粉末分别为污酸渣粉料和铝渣粉料；
b、b1)：将质量百分比为50%的硅酸盐、25%的石英粉、2%的十二烷基硫酸钠、4%的碳粉、4%的铁粉、7%的淀粉、8%的氧化锰先粉碎，再球磨，最后干混均匀，制成固化剂成品；b2)：按质量百分比称取40%的污酸渣粉料、40%的铝渣粉料、10%的城市污泥、4%的粉煤灰、4%的煤矸石、2%的由步骤b1)制成的固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；
c、将陶粒粉料输送至成球制粒机的成球盘中，成球盘的直径为2400mm，调节成球盘的转速为17r/min，并向成球盘中均匀喷洒水与糊精的混合溶液，混合溶液中糊精的质量百分比为0.4%，喷洒的混合溶液与成球盘中的陶粒粉料的比例为2:5，陶粒粉料在成球盘中不断滚动造粒成型，制得陶粒球坯；
d、将陶粒球坯烘干，烘干的温度为292℃，烘干的时间为17min；
e、将步骤d烘干后的陶粒球坯煅烧，煅烧的温度为1060℃，煅烧的时间为28min，将煅烧后的陶粒球坯自然冷却，制得陶粒成品。
f、将陶粒成品按粒径进行筛分处理，将筛分出的不同粒径的陶粒成品送入不同型号的仓库中储存。
实施例5。
本实施例的利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，它包括以下制备步骤：
a、先将污酸渣、锰渣分别用粉碎机粉碎形成污酸渣颗粒粉末和锰渣颗粒粉末，再将污酸渣颗粒粉末和锰渣颗粒粉末分别用目数为300目的筛子筛选，筛选通过筛子的污酸渣颗粒粉末和锰渣颗粒粉末分别为污酸渣粉料和锰渣粉料；
b、b1)：将质量百分比为25%的硅酸盐、45%的石英粉、4%的十二烷基硫酸钠、7%的碳粉、7%的铁粉、6%的淀粉、6%的氧化锰先粉碎，再球磨，最后干混均匀，制成固化剂成品；b2)：按质量百分比称取20%的污酸渣粉料、30%的锰渣粉料、25%的城市污泥、12%的粉煤灰、12%的煤矸石、1%的由步骤b1)制成的固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；
c、将陶粒粉料输送至成球制粒机的成球盘中，成球盘的直径为2600mm，调节成球盘的转速为16r/min，并向成球盘中均匀喷洒水与糊精的混合溶液，混合溶液中糊精的质量百分比为0.5%，喷洒的混合溶液与成球盘中的陶粒粉料的比例为1:2，陶粒粉料在成球盘中不断滚动造粒成型，制得陶粒球坯；
d、将陶粒球坯烘干，烘干的温度为296℃，烘干的时间为16 min；
e、将步骤d烘干后的陶粒球坯煅烧，煅烧的温度为1080℃，煅烧的时间为24min，将煅烧后的陶粒球坯自然冷却，制得陶粒成品。
f、将陶粒成品按粒径进行筛分处理，将筛分出的不同粒径的陶粒成品送入不同型号的仓库中储存。
实施例6。
本实施例的利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，它包括以下制备步骤：
a、先将铝渣、锰渣分别用粉碎机粉碎形成铝渣颗粒粉末和锰渣颗粒粉末，再将铝渣颗粒粉末和锰渣颗粒粉末分别用目数为300目的筛子筛选，筛选通过筛子的铝渣颗粒粉末和锰渣颗粒粉末分别为铝渣粉料和锰渣粉料；
b、b1)：将质量百分比为45%的硅酸盐、25%的石英粉、4%的十二烷基硫酸钠、8%的碳粉、3%的铁粉、5%的淀粉、10%的氧化锰先粉碎，再球磨，最后干混均匀，制成固化剂成品；b2)：按质量百分比称取40%的铝渣粉料、30%的锰渣粉料、15%的城市污泥、7%的粉煤灰、7%的煤矸石、1%的由步骤b1)制成的固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；
c、将陶粒粉料输送至成球制粒机的成球盘中，成球盘的直径为2800mm，调节成球盘的转速为15r/min，并向成球盘中均匀喷洒水与糊精的混合溶液，混合溶液中糊精的质量百分比为0.6%，喷洒的混合溶液与成球盘中的陶粒粉料的比例为3:5，陶粒粉料在成球盘中不断滚动造粒成型，制得陶粒球坯；
d、将陶粒球坯烘干，烘干的温度为300℃，烘干的时间为15 min；
e、将步骤d烘干后的陶粒球坯煅烧，煅烧的温度为1100℃，煅烧的时间为20min，将煅烧后的陶粒球坯自然冷却，制得陶粒成品。
f、将陶粒成品按粒径进行筛分处理，将筛分出的不同粒径的陶粒成品送入不同型号的仓库中储存。
实施例7。
本实施例的利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，它包括以下制备步骤：
a、先将污酸渣用粉碎机粉碎形成污酸渣颗粒粉末，再将污酸渣颗粒粉末用目数为300目的筛子筛选，筛选通过筛子的污酸渣颗粒粉末为污酸渣粉料；
b、b1)：将质量百分比为35%的硅酸盐、35%的石英粉、4%的十二烷基硫酸钠、7%的碳粉、7%的铁粉、9%的淀粉、3%的氧化锰先粉碎，再球磨，最后干混均匀，制成固化剂成品；b2)：按质量百分比称取10%的污酸渣粉料、40%的城市污泥、20%的粉煤灰、20%的煤矸石、10%的由步骤b1)制成的固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；
c、将陶粒粉料输送至成球制粒机的成球盘中，成球盘的直径为3000mm，调节成球盘的转速为14r/min，并向成球盘中均匀喷洒水与糊精的混合溶液，混合溶液中糊精的质量百分比为0.2%，喷洒的混合溶液与成球盘中的陶粒粉料的比例为3:20，陶粒粉料在成球盘中不断滚动造粒成型，制得陶粒球坯；
d、将陶粒球坯烘干，烘干的温度为304℃，烘干的时间为14 min；
e、将步骤d烘干后的陶粒球坯煅烧，煅烧的温度为1120℃，煅烧的时间为16min，将煅烧后的陶粒球坯自然冷却，制得陶粒成品。
f、将陶粒成品按粒径进行筛分处理，将筛分出的不同粒径的陶粒成品送入不同型号的仓库中储存。
实施例8。
本实施例的利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，它包括以下制备步骤：
a、先将铝渣用粉碎机粉碎形成铝渣颗粒粉末，再将铝渣颗粒粉末用目数为300目的筛子筛选，筛选通过筛子的铝渣颗粒粉末为铝渣粉料；
b、b1)：将质量百分比为40%的硅酸盐、35%的石英粉、4%的十二烷基硫酸钠、6%的碳粉、7%的铁粉、7%的淀粉、1%的氧化锰先粉碎，再球磨，最后干混均匀，制成固化剂成品；b2)：按质量百分比称取45%的铝渣粉料、25%的城市污泥、12%的粉煤灰、13%的煤矸石、5%的由步骤b1)制成的固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；
c、将陶粒粉料输送至成球制粒机的成球盘中，成球盘的直径为3200mm，调节成球盘的转速为13r/min，并向成球盘中均匀喷洒水与糊精的混合溶液，混合溶液中糊精的质量百分比为0.3%，喷洒的混合溶液与成球盘中的陶粒粉料的比例为1:4，陶粒粉料在成球盘中不断滚动造粒成型，制得陶粒球坯；
d、将陶粒球坯烘干，烘干的温度为308℃，烘干的时间为12min；
e、将步骤d烘干后的陶粒球坯煅烧，煅烧的温度为1150℃，煅烧的时间为12min，将煅烧后的陶粒球坯自然冷却，制得陶粒成品。
f、将陶粒成品按粒径进行筛分处理，将筛分出的不同粒径的陶粒成品送入不同型号的仓库中储存。
实施例9。
本实施例的利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，它包括以下制备步骤：
a、先将锰渣用粉碎机粉碎形成锰渣颗粒粉末，再将锰渣颗粒粉末用目数为300目的筛子筛选，筛选通过筛子的锰渣颗粒粉末为锰渣粉料；
b、b1)：将质量百分比为36%的硅酸盐、38%的石英粉、3%的十二烷基硫酸钠、5%的碳粉、6%的铁粉、7%的淀粉、5%的氧化锰先粉碎，再球磨，最后干混均匀，制成固化剂成品；b2)：按质量百分比称取25%的锰渣粉料、35%的城市污泥、19%的粉煤灰、19%的煤矸石、2%的由步骤b1)制成的固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；
c、将陶粒粉料输送至成球制粒机的成球盘中，成球盘的直径为3400mm，调节成球盘的转速为12r/min，并向成球盘中均匀喷洒水与糊精的混合溶液，混合溶液中糊精的质量百分比为0.4%，喷洒的混合溶液与成球盘中的陶粒粉料的比例为7:20，陶粒粉料在成球盘中不断滚动造粒成型，制得陶粒球坯；
d、将陶粒球坯烘干，烘干的温度为320℃，烘干的时间为10min；
e、将步骤d烘干后的陶粒球坯煅烧，煅烧的温度为1200℃，煅烧的时间为10min，将煅烧后的陶粒球坯自然冷却，制得陶粒成品。
f、将陶粒成品按粒径进行筛分处理，将筛分出的不同粒径的陶粒成品送入不同型号的仓库中储存。
实施例10。
本实施例的利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，它包括以下制备步骤：
a、先将污酸渣、铝渣、锰渣分别用粉碎机粉碎形成污酸渣颗粒粉末、铝渣颗粒粉末、锰渣颗粒粉末，再分别将污酸渣颗粒粉末、铝渣颗粒粉末、锰渣颗粒粉末用目数为300目的筛子筛选，筛选通过筛子的污酸渣颗粒粉末、铝渣颗粒粉末、锰渣颗粒粉末分别为污酸渣粉料、铝渣粉料、锰渣粉料；
b、b1)：将质量百分比为35%的硅酸盐、40%的石英粉、2%的十二烷基硫酸钠、6%的碳粉、4%的铁粉、10%的淀粉、3%的氧化锰先粉碎，再球磨，最后干混均匀，制成固化剂成品；b2)：按质量百分比称取30%的污酸渣粉料、40%的铝渣粉料、15%的锰渣粉料、10%的城市污泥、4.5%的粉煤灰、0.5%的由步骤b1)制成的固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；
c、将陶粒粉料输送至成球制粒机的成球盘中，成球盘的直径为3600mm，调节成球盘的转速为10r/min，并向成球盘中均匀喷洒水与糊精的混合溶液，混合溶液中糊精的质量百分比为0.5%，喷洒的混合溶液与成球盘中的陶粒粉料的比例为9:20，陶粒粉料在成球盘中不断滚动造粒成型，制得陶粒球坯；
d、将陶粒球坯烘干，烘干的温度为292℃，烘干的时间为17min；
e、将步骤d烘干后的陶粒球坯煅烧，煅烧的温度为1060℃，煅烧的时间为28min，将煅烧后的陶粒球坯自然冷却，制得陶粒成品。
f、将陶粒成品按粒径进行筛分处理，将筛分出的不同粒径的陶粒成品送入不同型号的仓库中储存。
实施例1~实施例10利用冶炼废渣制备的陶粒的力学性能及重金属固定特性测试指标见表1。
表1
序号 项目名称 国标要求值（GB/T17431.1-2010) 实际达到值
1 堆积密度（kg/m3) 400级别 460
2 筒压强度MPa ≥1.0 1.2
3 吸水率% ≤20.0 15
4 含泥量% ≤3.0 1.9
5 煮沸质量损失% ≤5.0 2.1
6 有机物含量% 不深于标准色 浅于标准色
7 硫化物和硫酸盐含量（按SO3计%） ≤1.0 0.23
从表1可以看出，实施例1~实施例10制得的陶粒的各项性能指标均符合国家标准《轻集料及其试验方法第 1 部分轻集料》GB/T17431.1 的要求。
实施例1~实施例10利用冶炼废渣制备的陶粒的重金属浸出毒性检测数据见表2。
表2
检测项目 检测结果 国家标准要求的浓度限制
铜（mg/L） 3.29 100
锌（mg/L） 0.1 100
铅（mg/L） 未检出 5
 从表2可以看出，实施例1~实施例10制得的陶粒在浸出液中浸出的各项重金属含量均远低于GB/T5085.3—2007规定的浓度限值，重金属的稳定效果好，具有环境安全性。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种利用冶炼废渣制备的陶粒，其特征在于：它包括以下质量百分比的原料：
冶炼废渣   35-80%
城市污泥   10-30%
粉煤灰 4-15%
煤矸石 5-15%
固化剂 0.5-5%；
其中，冶炼废渣为污酸渣、铝渣、锰渣中的一种或两种以上按任意比例的混合物；
其中，固化剂由以下质量百分比的原料组成：
硅酸盐                5-55%
石英粉                5-55%
十二烷基硫酸钠        1-5%
碳粉                  1-10%
铁粉                  1-10%
淀粉                  1-15%
氧化锰                1-10%。
2.根据权利要求1所述的一种利用冶炼废渣制备的陶粒，其特征在于：它包括以下质量百分比的原料：
冶炼废渣   50-70%
城市污泥   15-25%
粉煤灰 7-12%
煤矸石 7-12%
固化剂 1-2%；
其中，冶炼废渣为污酸渣、铝渣、锰渣中的一种或两种以上按任意比例的混合物；
其中，固化剂由以下质量百分比的原料组成：
硅酸盐                5-40%
石英粉                40-55%
十二烷基硫酸钠        2-5%
碳粉                  5-10%
铁粉                  4-10%
淀粉                  8-15%
氧化锰                1-5%。
3.根据权利要求1所述的一种利用冶炼废渣制备的陶粒，其特征在于：它包括以下质量百分比的原料：
冶炼废渣   60%
城市污泥   20%
粉煤灰 10%
煤矸石 9%
固化剂 1%；
其中，冶炼废渣为污酸渣、铝渣、锰渣中的一种或两种以上按任意比例的混合物；
其中，固化剂由以下质量百分比的原料组成：
硅酸盐                36%
石英粉                38%
十二烷基硫酸钠        3%
碳粉                  5%
铁粉                  6%
淀粉                  7%
氧化锰                5%。
4.一种利用冶炼废渣制备的陶粒，其特征在于：它包括以下质量百分比的原料：
冶炼废渣   10-45%
城市污泥   25-40%
粉煤灰 12-20%
煤矸石 13-20%
固化剂 5-10%；
其中，冶炼废渣为污酸渣、铝渣、锰渣中的一种或两种以上按任意比例的混合物；
其中，固化剂由以下质量百分比的原料组成：
硅酸盐                40-55%
石英粉                15-50%
十二烷基硫酸钠        1-2%
碳粉                  1-5%
铁粉                  1-5%
淀粉                  1-8%
氧化锰                5-10%。
5.一种利用冶炼废渣制备的陶粒，其特征在于：它包括以下质量百分比的原料：
冶炼废渣   45-90%
城市污泥   5-25%
粉煤灰 4-12%
煤矸石 0-13%
固化剂 0.1-5%；
其中，冶炼废渣为污酸渣、铝渣、锰渣中的一种或两种以上按任意比例的混合物；
其中，固化剂由以下质量百分比的原料组成：
硅酸盐                15-50%
石英粉                20-45%
十二烷基硫酸钠        1.5-5%
碳粉                  2-9%
铁粉                  2-9%
淀粉                  3-12%
氧化锰                3-8%。
6.权利要求1-5任意一项所述的一种利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，其特征在于：它包括以下制备步骤：
a、将冶炼废渣用粉碎机粉碎，制得冶炼废渣粉料；
b、按质量百分比称取冶炼废渣粉料、城市污泥、粉煤灰、煤矸石、固化剂并混合搅拌均匀，制得陶粒粉料；
c、将陶粒粉料输送至成球制粒机中造粒成型，制得陶粒球坯；
d、将陶粒球坯烘干；
e、将步骤d中烘干后的陶粒球坯煅烧，制得陶粒成品。
7.根据权利要求6的一种利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，其特征在于：步骤c具体为：将陶粒粉料输送至成球制粒机的成球盘中，成球盘的直径为1800-3600mm，调节成球盘的转速为10-20r/min，并向成球盘中均匀喷洒水与糊精的混合溶液，混合溶液中糊精的质量百分比为0.1%-0.6%，喷洒的混合溶液与成球盘中的陶粒粉料的比例为1:10~6:10，陶粒粉料在成球盘中不断滚动造粒成型，制得陶粒球坯。
8.根据权利要求6的一种利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，其特征在于：步骤d具体为：将陶粒球坯烘干，烘干的温度为280-320℃，烘干的时间为10-20 min。
9.根据权利要求6的一种利用冶炼废渣制备的陶粒的制备方法，其特征在于：步骤e具体为：将步骤d烘干后的陶粒球坯煅烧，煅烧的温度为1000-1200℃，煅烧的时间为10-40min，将煅烧后的陶粒球坯自然冷却，制得陶粒成品。
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