CN104909799A - 一种轻质高强陶粒及其制备工艺 - Google Patents

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张蔚
周敏
陈锋
林生凤
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Abstract

本发明提供了一种轻质高强陶粒及其制备工艺，包括质量比为100：1.5～3的混合料和成孔剂；所述混合料包括以下重量份数的各组分：高岭土尾矿5～15份、煤矸石55～65份和粉煤灰20～40份；其制备工艺：将高岭土尾矿、煤矸石、粉煤灰混合，进行粉磨，过0.16mm筛；掺入成孔剂，混合均匀，加水搅拌并成型至所需尺寸，得陶粒生料；将陶粒生料置于1050℃的高温炉中保温时间10～20min，即完成烧结。本发明全部使用废弃物为原料，利废率达到100％，同时能够在低温下烧制出具有轻质高强特性的陶粒。

Description

一种轻质高强陶粒及其制备工艺
技术领域
本发明涉及一种轻质高强陶粒，及所述轻质高强陶粒的制备工艺。
背景技术
陶粒是一种人造轻质粗集料，通常是在一定温度(一般是高温)下处理，使原料发生化学反应释放气体，产生气孔和膨胀，冷却后形成轻质多孔、有一定强度的球形或椭圆形硅酸盐球体。陶粒的内部结构特征呈细密蜂窝状微孔。陶粒具有优异的性能，如密度低、筒压强度高、孔隙率高，软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等。特别由于陶粒密度小，内部多孔，形态、成分较均一，且具一定强度和坚固性，因而具有质轻，耐腐蚀，抗冻，抗震和良好的隔绝性等多功能特点。利用陶粒这些优异的性能，可以将它广泛应用与建材、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。
高岭土尾矿、煤矸石和粉煤灰是我国目前排放量较大的三种废弃物，长期以来，高岭土尾矿、煤矸石的再利用率低下，且工艺复杂、成本高昂、应用面窄，大量固体废弃物仍然长期堆放，不仅占用大量土地，对大气环境和地下水资源造成了极其恶劣的影响，而粉煤灰主要作为掺合料简单、低附加值的应用于混凝土中。
现有的陶粒多以粘土、淤泥、煤矸石、粉煤灰或页岩等单一原料为主要原料烧制陶粒，这些陶粒有的强调轻质，但强度极低，通常低于2.0MPa；有的陶粒产品强度极高(强度10MPa以上)，但堆积密度偏大(1000g/cm3以上)；有些陶粒产品掺入化学纯物质，利废率不高，导致成本高昂；有些陶粒产品烧结温度偏高，通常1200℃以上。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种轻质高强陶粒。
本发明是这样实现的：一种轻质高强陶粒，包括质量比为100：1.5～3的混合料和成孔剂；
所述混合料包括以下重量份数的各组分：
高岭土尾矿5～15份、煤矸石55～65份和粉煤灰20～40份。
进一步地，所述成孔剂为碳酸盐、稻灰、高钙粉煤灰等中的一种或多种任意比例的混合物。
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种所述的轻质高强陶粒的制备工艺。
本发明是这样实现的：一种所述的轻质高强陶粒的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将高岭土尾矿5～15重量份、煤矸石55～65重量份、粉煤灰20～40重量份混合，进行粉磨，过0.16mm筛，得到混合料；
(2)按质量比混合料：成孔剂＝100：1.5～3，在混合料中掺入成孔剂，混合均匀，加水搅拌并成型至所需尺寸，获得陶粒生料；
所述成孔剂为碳酸盐、稻灰、高钙粉煤灰等中的一种或多种任意比例的混合物；
(3)将陶粒生料置于高温炉中，设定温度为1050℃，保温时间10～20min，即完成烧结。
本发明的优点在于：全部使用废弃物为原料，利废率达到100％，同时能够在低温下烧制出具有轻质高强特性的陶粒。
具体实施方式
一种轻质高强陶粒，包括质量比为100：1.5～3的混合料和成孔剂；
所述混合料包括以下重量份数的各组分：
高岭土尾矿5～15份、煤矸石55～65份和粉煤灰20～40份。
所述成孔剂为碳酸盐、稻灰、高钙粉煤灰等中的一种或多种任意比例的混合物。
为更好地描述本发明，特举如下实施例：
所述轻质高强陶粒的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将高岭土尾矿、煤矸石、粉煤灰混合，进行粉磨，过0.16mm筛，得到混合料；
(2)在混合料中掺入成孔剂，混合均匀，加水搅拌并成型至所需尺寸，获得陶粒生料；
所述成孔剂为碳酸盐、稻灰、高钙粉煤灰等中的一种或多种任意比例的混合物；
(3)将陶粒生料置于高温炉中，设定温度为1050℃，保温时间10～20min，即完成烧结。
高岭土尾矿和煤矸石的化学成分皆以SiO2和Al2O3为主，其中高岭土尾矿的SiO2含量偏高，但助熔成分较多，有利于降低烧成温度且扩大烧成温度范围，而煤矸石助熔成分偏低，但有适宜的Fe2O3和碳含量，有助于陶粒发气膨胀，而粉煤灰有相对较高的Al2O3，有利于提高产品的强度。因此，可以利用这三种废弃物各自的特点，发挥优势，消弭劣势，烧制出性能优异的陶粒，达到利废、节能和环保的目的，具有显著的社会和经济效益。
本发明全部使用废弃物为原料，利废率达到100％，同时通过配方优化，能够在低温下(1050℃左右)烧制出具有轻质高强特性的陶粒(强度10MPa以上，堆积密度800～900g/cm3之间)。

Claims (3)

1.一种轻质高强陶粒，其特征在于：包括质量比为100：1.5～3的混合料和成孔剂；
所述混合料包括以下重量份数的各组分：
高岭土尾矿5～15份、煤矸石55～65份和粉煤灰20～40份。
2.如权利要求1所述的一种轻质高强陶粒，其特征在于：所述成孔剂为碳酸盐、稻灰、高钙粉煤灰等中的一种或多种任意比例的混合物。
3.一种如权利要求1所述的轻质高强陶粒的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将高岭土尾矿5～15重量份、煤矸石55～65重量份、粉煤灰20～40重量份混合，进行粉磨，过0.16mm筛，得到混合料；
(2)按质量比混合料：成孔剂＝100：1.5～3，在混合料中掺入成孔剂，混合均匀，加水搅拌并成型至所需尺寸，获得陶粒生料；
所述成孔剂为碳酸盐、稻灰、高钙粉煤灰等中的一种或多种任意比例的混合物；
(3)将陶粒生料置于高温炉中，设定温度为1050℃，保温时间10～20min，即完成烧结。
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