CN105753353A - 一种高表观密度骨料的微波烧结方法 - Google Patents

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Abstract

本发明以垃圾焚烧灰、铬渣、铅渣、碳化硅、粘土等为原材料，采用微波烧结的方法烧制出高表观密度的骨料；其制备流程是：原料均匀混合磨细→加水拌和→挤压成球→干燥→微波烧结→冷却→高表观密度的骨料；本方法具有升温速度快、能源利用率高、加热效率高和安全卫生无污染等特点；本发明能够实现对工业废渣中有毒重金属的无害化处理，为工业废渣的资源化利用、提高冶金固废综合利用率提供了一条新途径；所得高表观密度骨料可用于制备重混凝土。

Description

一种高表观密度骨料的微波烧结方法
技术领域
本发明涉及一种工业废渣的处置及利用的方法，特别涉及一种高表观密度骨料的微波烧结方法，属建筑材料技术领域。
背景技术
垃圾焚烧飞灰是垃圾焚烧的残余物，占焚烧垃圾量的10％～15％，因其含有大量的有毒重金属和二噁英而被称为危险固体废弃物，其含有较多的Al2O3、SiO2等物质，可对其进行资源化利用。以垃圾焚烧灰为原料，添加辅助原料可以制备建筑用的骨料，在骨料烧制过程中垃圾焚烧灰中的二噁英、呋喃等有机污染物在高温下发生分解，有毒重金属被骨料的釉质外壳所固化包围，使重金属浸出浓度大幅度降低，而符合国家环保要求，所以利用垃圾焚烧灰烧制骨料是一个科学有效资源化利用方法。目前，国内外利用垃圾焚烧灰制备骨料主要是将垃圾焚烧灰与污泥、底泥、粉煤灰等为原料加入一定量的粘结剂混合，烧制轻质陶粒，且大多采用传统的加热方式，在低于飞灰熔点的温度下使之变成坚硬的烧结体。传统的加热是依靠发热体将热能通过对流、传导或辐射方式传递至被加热物而使其达到某一温度，热量从外向内传递，烧结时间长，能耗大。
微波烧结是一种材料烧结工艺的新方法，利用微波加热来对材料进行烧结，具有升温速度快、能源利用率高、加热效率高和安全卫生无污染等特点。虽然微波烧结技术具有诸多优点，但在实际应用方面还存在着一定的难度。
发明内容
为解决现有垃圾焚烧灰陶粒烧结时间长、能源消耗大、烧结制品均匀性差的问题，本发明人凭借自己长期的实践经验，开发了一种将垃圾焚烧灰与工业废渣，如铅渣、铬渣等协同处置的微波烧结技术烧结陶粒的方法，不仅保留了微波技术加热效率高、能源利用率高的这些优点，还同时将其用于改善材料组织结构、提高了材料的性能，烧制出高表观密度骨料；制备的高表观密度的骨料可用于防辐射混凝土。
本发明的目的是提供一种高表观密度骨料的微波烧结方法。
本发明目的通过以下技术方案实现，包括步骤：
1)按重量取各原料：垃圾焚烧灰10～50％、铬渣1～40％、铅渣1～50％、碳化硅10～30％、粘土10～60％；
2)将步骤1)所取全部原料均匀混合，磨细至粒径小于100微米的粉料；
3)用占粉料重量10～20％的水将粉料搅拌均匀后放入造粒机中，以5～20MPa的压力挤压成粒径小于2.0cm的球形料球；
4)将制得的料球放入干燥箱中干燥至含水率小于2％，干燥箱温度为105℃；
5)将步骤4)干燥后的料球放入微波烧结炉中烧结；微波烧结炉的微波频率为2.45GHZ，微波烧结温度为1000℃～1200℃，保温时间5～30min；
6)烧结后，料球在微波烧结炉内自然冷却至室温，即得高表观密度的骨料。
为了获得更好的效果，优选步骤3)挤压成球形的料球粒径为0.8～2.0cm；微波烧结条件优选：温度1100℃～1150℃，保温时间10～15分钟。
本发明的有益效果如下：
1.本发明提供了一种以碳化硅为吸波材料，微波烧结制备高表观密度骨料的方法；本方法具有升温速度快、能源利用率高、加热效率高和安全卫生无污染等特点。
2.本发明所制备的骨料表观密度在2800Kg/m3以上，属于高表观密度的重骨料。
3.本发明为工业废渣的资源化利用、提高冶金固废综合利用率提供了一条新途径；所得高表观密度骨料可用于制备重混凝土。
4.本发明可实现对工业废渣中有毒重金属的无害化处理，制备的高表观密度的骨料能有效将重金属固化，减少重金属浸出，有利于人体健康和环境保护。
附图说明
图1：利用垃圾焚烧灰、铬渣、铅渣、碳化硅、粘土等采用微波烧结法制备高表观密度骨料的工艺流程图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明做进一步的说明，但不限制本发明。实施例1：
按重量分数计取垃圾焚烧灰15％、铬渣2％、铅渣28％、碳化硅15％、粘土40％，混合后放入球磨机中磨细至小于100微米；加入占固体物料重量16％的水，搅拌均匀后放入造粒机中，以10MPa的压力挤压成粒径为1.2cm的料球；将料球放入干燥箱中，在105℃下烘干12小时；将烘干后的料球置于微波烧结炉中，设定微波烧结炉的微波频率为2.45GHZ，当温度升至1150℃时，保温15分钟；保温结束后，待骨料自然冷却至室温后取出。所得骨料的表观密度为3000Kg/m3，筒压强度高于20MPa，吸水率小于3.5％。
实施例2：
按重量分数计取垃圾焚烧灰35％、铬渣15％、铅渣10％、碳化硅10％、粘土30％，混合，放入球磨机中磨细至小于100微米；加入占固体物料重量18％的水搅拌均匀后放入造粒机中，以5MPa的压力挤压成1.5cm的料球；将料球放入干燥箱中，在105℃下烘干12小时；将烘干后的料球置于微波烧结炉中，微波烧结炉的工作频率为2.45GHZ，当温度升至1100℃时，保温10分钟；保温结束后，待骨料自然冷却至室温后取出。所得骨料的表观密度为高于2800Kg/m3，筒压强度高于20MPa，吸水率小于5％。

Claims (3)

1.一种高表观密度骨料的微波烧结方法，其特征在于包括步骤：
1)按重量取各原料：垃圾焚烧灰10～50％、铬渣1～40％、铅渣1～50％、碳化硅10～30％、粘土10～60％；
2)将步骤1)所取全部原料均匀混合，磨细至粒径小于100微米的粉料；
3)用占粉料重量10～20％的水将粉料搅拌均匀后放入造粒机中，以5～20MPa的压力挤压成粒径小于2.0cm的球形料球；
4)将制得的料球放入干燥箱中干燥至含水率小于2％，干燥箱温度为105℃；
5)将步骤4)干燥后的料球放入微波烧结炉中烧结；微波烧结炉的微波频率为2.45GHZ，微波烧结温度为1000℃～1200℃，保温时间5～30分钟；
6)烧结后，料球在微波烧结炉内自然冷却至室温，得高表观密度的骨料。
2.如权利要求1所述的一种高表观密度骨料的微波烧结方法，其特征在于，步骤3)挤压成球形的料球粒径为0.8～2.0cm。
3.如权利要求1所述的一种高表观密度骨料的微波烧结方法，其特征在于微波烧结温度为1100℃～1150℃，保温时间10～15分钟。
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