CN106167360A - 利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法，涉及一种陶粒加工领域。本发明解决目前生产陶粒的粉煤灰原料紧张及陶粒筒压强度偏低的问题。该利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法包括利用尾矿、炉渣、粘合剂、填充剂及活化剂制备并烧结生料球而成陶粒，冷却成型后的陶粒堆积密度为500kg/m3～600kg/m3，陶粒筒压强度为8mpa～10mpa。使用本发明工艺简单、环保节能且陶粒产品性能良好。
Description
技术领域
本发明涉及一种炼制陶粒技术，特别是涉及一种利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法。
背景技术
陶粒是一种新型建材，可作为混凝土的一种人造轻骨料。陶粒一般为粗糙的圆球型，具有坚硬、保温、隔热、隔音等优点，在抗冻性、吸水率、安定性、软化系数等方面有很强的优势，已被广泛用来配置各种用途的高强度低密度混凝土，根据需要可预制现浇各种水泥构件。随着人们对粉煤灰的深入研究及应用使得粉煤灰的使用范围更加广泛，以致粉煤灰的经济价值和利用价值更高，目前需求量最大的建材行业及矿山开采充填领域导致粉煤灰货源出现供不应求的紧张状况，从而严重影响由粉煤灰为主要原料制造的陶粒生产和发展。
如申请号为93117803.7的“碱渣粉煤灰制陶砂陶粒的方法”的专利技术是将碱渣悬浊液与粉煤灰以0.25～0.7∶0.3～0.75比例通过湿法混合，陈化0.5～48小时后进行固液分离得中间产品，再经过造粒机内造粒后养护7～28天得陶砂或陶粒。这项技术虽然对碱渣悬浊液进行了开发利用，但这一方面仍然需要大量的粉煤灰供应才能满足生产陶砂或陶粒的需求，这显然与粉煤灰市场货源供应紧缺相矛盾；另一方面该技术工艺复杂，费时费力，特别是制造出来的陶砂或陶粒强度低，一般只能适用于盐滩地、卤水地等地的回填，而不能作为人造轻骨料用于建材上。
又如专利号为03101869.6的“粉煤灰炉渣砼小型空心砌块”的专利技术是将粉煤灰粘结剂、粉煤灰、炉渣、氢氧化钙及水混合搅拌、振动、挤压及成型为小型空心砌块砖。这项技术虽然对电厂炉渣进行了废物利用，但炉渣内的含量最高的可达40％以上的可燃烧的碳被浪费，同时结构疏松的电厂炉渣直接用于挤压成型空心砌砖以致炉渣的强度远远低于粉煤灰陶粒，故炉渣是不适于直接作为建材用的骨料；另外此项技术仍然需要使用大量的市场上货源不足的粉煤灰原料。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种工艺简单、环保节能且产品性能良好的利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法。
为实现上述目的，本发明提供一种利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法，包括下述步骤：
(1)生料球的制备：
按尾矿45kg～60kg、炉渣45kg～60kg、粘合剂8kg～12kg、填充剂8kg～12kg及活化剂2kg～4kg的重量份比例搅拌均匀后加少量的水混合，再用盘式成球机制成直径6mm～24mm的圆球体即为生料球；
所述尾矿为高铝硅酸盐尾矿，高铝硅酸盐尾矿粒径不超过45um；所述炉渣为电厂炉渣，电厂炉渣粒径不超过45um；所述粘结剂为粘土，粘土粒径不超过45um；所述填充剂为锯末或硬质泡沫塑料，锯末或硬质泡沫塑料的粒径为0.08mm～0.2mm；所述活化剂为石灰，石灰的粒径为0.01mm～0.04mm；
(2)生料球的烧结：
将生料球装入烧结炉后用1100℃～1300℃的火焰3分钟～5分钟点燃烧结炉表层的生料球，烧结炉内的表层生料球被燃烧后自燃而产生1200℃～1300℃的灼烧层；
烧结炉出料口端的抽风机将空气从烧结炉表层不断吸入以助燃生料球并预热灼烧层下部的生料球，使得灼烧层的生料球自身由外到内得到烧结，又因灼烧层在烧结炉内由表层向灼烧层下部的陶粒预热层移动而使得烧结炉内的生料球逐步被烧结；
(3)陶粒冷却成型：
因1200℃～1300℃高温让生料球内的碳或碳氢化合物燃烧后放出CO及CO2气体使得生料球膨胀并产生膨胀后的气孔以及锯末或硬质泡沫塑料燃烧后并产生燃烧后的孔洞而成为低密度的陶粒，待烧结炉内的灼烧层消失即烧结炉内生料球上的碳及碳氢化合物被完全燃烧后的陶粒经冷却后再经分筛机分级，冷却成型后的陶粒堆积密度为500kg/m3～600kg/m3，陶粒筒压强度为8mpa～10mpa。
所述生料球按高铝硅酸盐尾矿50kg、炉渣50kg、粘合剂10kg、填充剂10kg及活化剂3kg的重量份比例搅拌均匀加少量的水混合再用盘式成球机制成直径6mm～24mm的圆球体，生料球的含碳量为4％～6％。
所述生料球按重量份计SiO240％～50％、Al2O330％～35％、Fe2O32％～4％、CaO2％～4％及C5％，水少量。
本发明有益效果是：本发明的利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法工艺简单，节能环保；高铝硅酸盐尾矿与含碳高的炉渣结合使得生料球的含碳量达到5％而适合于烧结陶粒的自燃烧结燃料的用量，即利用炉渣内的剩余燃料而大大降低了燃料生产成本；高铝硅酸盐尾矿与炉渣混合后的SiO2和Al2O3的含量符合高强度低密度陶粒中SiO2和Al2O3的含量，从而保证了烧结后陶粒具备较高的筒压强度被提高到8mpa～10mpa等优点，超出一般原料制备的陶粒筒压强度的二分之一倍至一倍；用锯末作填充剂使得生料球在烧结过程中因锯末自燃消失不但增加了陶粒内部的孔洞数量，而且也因锯末及炉渣中的碳共同燃烧后产生的气体使得高温下烧结的陶粒膨胀出现气孔以致陶粒体积增大，因此极大地降低了陶粒密度；本发明制造陶粒的原料中没有使用粉煤灰原料，解决了市场上粉煤灰原料短缺的问题。
下面结合附图对本发明的利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法作进一步说明。
附图说明
图1是本发明的生料球剖示图；
图2是本发明的陶粒剖示图；
图3是本发明陶粒在烧结炉内的烧结过程示意图。
图中：1、尾矿与炉渣混合料，2、锯末颗粒，3、莫来石，4、气孔，5、孔洞，6、冷却层，7、灼烧层，8、预热层。
具体实施方式
实施例一 利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法包括下述步骤：(1)生料球的制备：如图1所示，尾矿与炉渣混合料1中均匀地分布有锯末颗粒2，按尾矿45kg、炉渣45kg、粘合剂8kg、填充剂8kg及活化剂2kg的重量份比例搅拌均匀后加少量的水混合，再用盘式成球机制成直径6mm～24mm的圆球体即为生料球，即生料球的重量份为SiO240％～50％、Al2O330％～35％、Fe2O32％～4％、CaO 2％～4％、C5％及少量水。尾矿为高铝硅酸盐尾矿，高铝硅酸盐尾矿粒径不超过45um；炉渣为电厂炉渣，电厂炉渣粒径不超过45um；粘结剂为粘土，粘土粒径不超过45um；填充剂为锯末或硬质泡沫塑料，锯末或硬质泡沫塑料的粒径为0.08mm～0.2mm；所述活化剂为石灰，石灰的粒径为0.01mm～0.04mm。
(2)生料球的烧结：如图3所示，将生料球装入烧结炉后用1100℃～1300℃的火焰3分钟～5分钟点燃烧结炉表层的生料球，烧结炉内表层生料球被燃烧后自燃而产生1200℃～1300℃的灼烧层7。烧结炉出料口端的抽风机将空气从烧结炉表层不断吸入以助燃生料球并预热灼烧层7下部的生料球，使得灼烧层的生料球自身由外到内得到烧结，又因灼烧层7在烧结炉内由表层向灼烧层下部的陶粒预热层8移动而使得烧结炉内的生料球逐步被烧结，在烧结炉内被灼烧层7烧结后的陶粒层就成为陶粒冷却层6。
(3)陶粒冷却成型：因1200℃～1300℃高温让生料球内的碳或碳氢化合物燃烧后放出CO及CO2气体使得生料球膨胀并产生膨胀后的气孔4以及锯末或硬质泡沫塑料燃烧后并产生燃烧后的孔洞5而成为低密度的陶粒，待烧结炉内的灼烧层消失即烧结炉内生料球上的碳及碳氢化合物被完全燃烧后的陶粒经冷却后再经分筛机分级，冷却成型后的陶粒堆积密度为500kg/m3，陶粒的筒压强度达到8mpa。如图2所示，生料球中的SiO2和Al2O3在高温下熔融经过一系列化学反应后形成的针状莫来石3，莫来石3交织分布在陶粒的气孔4和孔洞5周围而成为陶粒内部网状骨架。
实施例二 利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法中的生料球的制备按尾矿50kg、炉渣50kg、粘合剂10kg、填充剂10kg及活化剂3kg的重量份比例搅拌均匀后加少量的水混合，再用盘式成球机制成直径6mm～24mm的圆球体即为生料球，其它方法及步骤与实施例一的方法及步骤相同。冷却成型后的陶粒堆积密度为600kg/m3，陶粒筒压强度达到10mpa。
实施例三 利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法中的生料球的制备按尾矿60kg、炉渣60kg、粘合剂12kg、填充剂12kg及活化剂4kg的重量份比例搅拌均匀后加少量的水混合，再用盘式成球机制成直径6mm～24mm的圆球体即为生料球，其它方法及步骤与实施例一的方法及步骤相同。冷却成型后的陶粒堆积密度为550kg/m3，陶粒筒压强度达到9mpa。
Claims (3)
1.一种利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)生料球的制备：
按尾矿45kg～60kg、炉渣45kg～60kg、粘合剂8kg～12kg、填充剂8kg～12kg及活化剂2kg～4kg的重量份比例搅拌均匀后加少量的水混合，再用盘式成球机制成直径6mm～24mm的圆球体即为生料球；
所述尾矿为高铝硅酸盐尾矿，高铝硅酸盐尾矿粒径不超过45um；所述炉渣为电厂炉渣，电厂炉渣粒径不超过45um；所述粘结剂为粘土，粘土粒径不超过45um；所述填充剂为锯末或硬质泡沫塑料，锯末或硬质泡沫塑料的粒径为0.08mm～0.2mm；所述活化剂为石灰，石灰的粒径为0.01mm～0.04mm；
(2)生料球的烧结：
将生料球装入烧结炉后用1100℃～1300℃的火焰3分钟～5分钟点燃烧结炉表层的生料球，烧结炉内的表层生料球被燃烧后自燃而产生1200℃～1300℃的灼烧层；
烧结炉出料口端的抽风机将空气从烧结炉表层不断吸入以助燃生料球并预热灼烧层下部的生料球，使得灼烧层的生料球自身由外到内得到烧结，又因灼烧层在烧结炉内由表层向灼烧层下部的陶粒预热层移动而使得烧结炉内的生料球逐步被烧结；
(3)陶粒冷却成型：
因1200℃～1300℃高温让生料球内的碳或碳氢化合物燃烧后放出CO及CO2气体使得生料球膨胀并产生膨胀后的气孔以及锯末或硬质泡沫塑料燃烧后并产生燃烧后的孔洞而成为低密度的陶粒，待烧结炉内的灼烧层消失即烧结炉内生料球上的碳及碳氢化合物被完全燃烧后的陶粒经冷却后再经分筛机分级，冷却成型后的陶粒堆积密度为500kg/m3～600kg/m3，陶粒筒压强度为8mpa～10mpa。
2.根据权利要求1所述的利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法，其特征在于，所述生料球按高铝硅酸盐尾矿50kg、炉渣50kg、粘合剂10kg、填充剂10kg及活化剂3kg的重量份比例搅拌均匀加少量的水混合再用盘式成球机制成直径6mm～24mm的圆球体，生料球的含碳量为4％～6％。
3.根据权利要求2所述的利用高铝硅酸盐尾矿及炉渣制备陶粒的方法，其特征在于，所述生料球按重量份计SiO240％～50％、Al2O330％～35％、Fe2O32％～4％、CaO2％～4％及C5％，水少量。
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| CN116655351A (zh) * | 2023-02-24 | 2023-08-29 | 江苏金石研磨有限公司 | 一种复合尾矿多孔陶瓷球及其制备方法 |
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- 2016-06-17 CN CN201610473649.4A patent/CN106167360B/zh active Active
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