CN106587765A - 一种制备陶粒的方法及由该方法制备的陶粒 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种制备陶粒的方法及由该方法制备的陶粒，该方法包括以下步骤：a、将再生灰、水泥、可选的硅灰、可选的外掺剂与水混合均匀，得到混合后的物料，其中，以100重量份的所述再生灰为基准，所述水泥的用量为20‑50重量份，所述硅灰的用量为0‑10重量份，所述外掺剂的用量为0‑6重量份，以100重量份的所述混合后的物料为基准，所述水的用量为5‑10重量份；b、将步骤a中得到的所述混合后的物料置于转盘造粒机中进行造粒。该方法工艺简单，成本低廉，生产效率高，所制备的陶粒性能优良，可用于环保、化工、能源、冶金等多种领域。

Description

一种制备陶粒的方法及由该方法制备的陶粒
技术领域
本公开涉及一种制备陶粒的方法及由该方法制备的陶粒。
背景技术
陶粒是一种在回转窑中经发泡生产的轻骨料。它具有球状的外形，表面光滑而坚硬，内部呈蜂窝状，有密度小、热导率低、强度高的特点，可以广泛应用于建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等行业。
目前，陶粒主要由黏土、页岩以及污泥等为主要原料加工制粒，然后经过高温烧结或者烧胀而成。黏土陶粒在生产时黏土材料主要取自耕地，页岩陶粒在生产时需要开山取石，这两种陶粒获取原材料的方式都会破坏生态环境，不符合可持续发展战略，也不符合我国注重环保节能的基本国策。污泥陶粒在获取污泥时虽然不会破坏生态环境，但是污水处理厂的污泥极易释放出有毒物质，污泥也不能直接使用，需要经过脱水和干燥处理，消耗能源。
总的来说，现有的陶粒生产方法工艺繁琐，原材料需要经过脱水、干燥、碾磨、造粒、焙烧、高温养护等多种工序，生产周期较长，设备多投资大，占用大量的工作场地；工人的操作培训时间长，劳动强度大，生产效率低。并且，由于生产过程中需要经过焙烧处理，不仅需要消耗大量的能量，同时也会产生新的二次污染物排放，严重破坏了环境。
旧砂再生除尘灰是指铸造废砂通过物理、化学或者加热处理后恢复砂子的铸造工艺性能过程中产生的微小粉尘。目前国内铸造厂均在对废旧砂进行再生处理，但是对生产过程产生的粉尘缺少有效的处理手段，不能完全解决工业废弃物的利用问题。旧砂再生除尘灰的成分以SiO2和Al2O3为主，同时还含有金属和钙的氧化物，对自然环境影响恶劣。
发明内容
本公开的目的是提供一种制备陶粒的方法及由该方法制备的陶粒。该方法工艺简单，成本低廉，生产效率高，所制备的陶粒性能优良，可用于环保、化工、能源、冶金等多种领域。
为了实现上述目的，本公开第一方面：提供一种制备陶粒的方法，其中，该方法包括以下步骤：
a、将再生灰、水泥、可选的硅灰、可选的外掺剂与水混合均匀，得到混合后的物料，其中，以100重量份的所述再生灰为基准，所述水泥的用量为20-50重量份，所述硅灰的用量为0-10重量份，所述外掺剂的用量为0-6重量份，以100重量份的所述混合后的物料为基准，所述水的用量为5-10重量份；
b、将步骤a中得到的所述混合后的物料置于转盘造粒机中进行造粒。
优选地，以100重量份的所述再生灰为基准，所述硅灰的用量为1-8重量份，所述外掺剂的用量为0.1-4.5重量份。
优选地，步骤a中的所述外掺剂包括可再分散胶粉、保护胶体、粘结剂、养护剂和减水剂中的至少一种，所述可再分散胶粉为选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯-乙烯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯均聚物可再分散胶粉、苯乙烯-丁二烯共聚物可再分散胶粉、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物可再分散胶粉和醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉中的至少一种，所述保护胶体为选自聚乙烯醇、羟乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酸钠中的至少一种，所述粘结剂为选自膨润土、煤粉灰、白炭黑、硅酸铝镁和黄原胶中的至少一种中的至少一种，所述养护剂为选自氯化钙、氯化镁、氯化铝、氯化铁、氯化铜和氯化锌中的至少一种，所述减水剂为选自选自木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、萘磺酸盐甲醛聚合物、三聚氰胺磺酸盐甲醛聚合物、甲基多萘磺酸钠和甲基多环芳烃磺酸钠中的至少一种。
优选地，步骤a中的所述外掺剂包括可再分散胶粉、保护胶体、粘结剂、养护剂和减水剂，以100重量份的所述再生灰为基准，所述可再分散胶粉的用量为0.02-0.25重量份，所述保护胶体的用量为0.1-0.5重量份，所述粘结剂的用量为0.02-2.5重量份，所述养护剂的用量为0.02-0.3重量份，所述减水剂的用量为0.02-0.8重量份。
优选地，步骤b中，所述造粒的条件包括：转盘倾角为30-50°，转盘转速为10-20rpm/min。
优选地，步骤b中，将步骤a中得到的所述混合后的物料按重量比为(5-8)：(2-5)分为第一物料和第二物料，先将所述第一物料置于转盘造粒机中并向转盘造粒机中喷入雾化水进行造粒，得到粒径为0.5-2mm的第一颗粒后，再向所述造粒机中加入所述第二物料，继续喷入雾化水以在所述第一颗粒的基础上进行造粒，得到含水量为15-20重量％的第二颗粒。
优选地，步骤b中，所述雾化水的流量为1-5L/min，喷入的压力为0.1-10MPa。
优选地，该方法还包括，对所述第二颗粒进行养护处理，所述养护处理包括：使所述第二颗粒保持湿润，所述养护处理的温度为20-40℃，时间为5-7天。
优选地，所述再生灰由废旧砂经预处理后得到，所述预处理包括摩擦处理、粉碎处理和烧灼处理中的至少一种。
本公开第二方面：提供一种由本公开第一方面的方法制备的陶粒。
本公开与现有技术相比具备以下优点：
1、本公开提供的制备陶粒的方法将工业领域的二次污染物旧砂再生除尘灰作为原材料制备陶粒，使再生过程产生的二次污染物变废为宝，使得旧砂再生除尘灰作为一种新的资源，解决了旧砂再生除尘灰难以处理的难题，填补了国内相关领域研究的空白。传统的陶粒生产线靠人工完成，本公开提供的方法可以实现生产的自动化。
2、本公开提供的制备陶粒的方法投资小，见效快，适用性广泛，经济效益高。原料旧砂再生除尘灰来源广泛，价格低廉；生产过程中投入设备少，将现有的陶粒生产线经过改造即可使用；陶粒生产过程中无需费时对原材料进行破碎和碾磨，以及后期造粒时的烧结工序，造粒后只需自然养护即可，生产速度快；本工艺生产过程中对原材料要求不高，成型过程无需过多控制条件，设备操作方法简单易学，工人只需简单培训即可进行生产。
3、本公开提供的制备陶粒的方法具有高效节能环保的特点。利用本公开提供的方法采用旧砂再生除尘灰制备陶粒，遵循了减量化、再使用、再循环的原则，具体体现在减少了旧砂再生除尘灰的排放，而是将其当作一种原材料使用，实现了旧砂再生除尘灰的废物资源化，造粒过程中不符合性能要求的陶粒可以回收再利用，实现了循环型经济。由于减少了旧砂再生除尘灰因为堆放占地以及在堆放过程中对周围环境的破坏，且生产过程中无任何废弃物排放，制备过程采用免烧结的养护方法大大减少了对能量的消耗，避免了在焙烧过程中因废气排放引起的二次污染，实现了对环境的零污染。
4、由本公开提供的方法所制备的旧砂再生除尘灰陶粒性能优异。由于造粒工艺的特点，生产出来的陶粒质量轻、强度高，具有良好的化学稳定性、热稳定性和抗压强度，可以实现超强的耐酸耐碱性能，在高温条件下的灼烧减量变化极小，在一定正压力作用下不会变形和破碎，可用于多种工业、建筑领域。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开第一方面：提供一种制备陶粒的方法，其中，该方法包括以下步骤：a、将再生灰、水泥、可选的硅灰、可选的外掺剂与水混合均匀，得到混合后的物料，其中，以100重量份的所述再生灰为基准，所述水泥的用量为20-50重量份，所述硅灰的用量为0-10重量份，所述外掺剂的用量为0-6重量份，以100重量份的所述混合后的物料为基准，所述水的用量为5-10重量份；b、将步骤a中得到的所述混合后的物料置于转盘造粒机中进行造粒。
本公开中所指的再生灰也可称之为旧砂再生除尘灰，是指将铸造厂生产铸件产生的废旧砂通过物理、化学的方法进行处理，在恢复砂子的铸造工艺性能过程中所产生的微小粉尘。硅灰是指铁合金在冶炼硅铁和工业硅(金属硅)时的副产物。本公开的发明人通过以旧砂再生除尘灰为研究对象，发现其化学成分以及质地和级配特点完全符合陶粒制造原材料的要求，且旧砂再生灰的来源广泛，价格低廉，完全能够取代黏土、页岩以及污泥作为制作陶粒的主要原料。本公开提供的制备陶粒的方法将工业领域的二次污染物旧砂再生除尘灰作为原材料制备陶粒，使再生过程产生的二次污染物变废为宝，使得旧砂再生除尘灰作为一种新的资源，解决了旧砂再生除尘灰难以处理的难题，填补了国内相关领域研究的空白。本公开提供的方法由于减少了旧砂再生除尘灰的排放，而是将其当作一种原材料使用，实现了旧砂再生除尘灰的废物资源化，造粒过程中不符合性能要求的陶粒可以回收再利用，实现了循环型经济。
在原料中加入硅灰和外掺剂可以优化陶粒的性能和生产工艺，优选地，以100重量份的所述再生灰为基准，所述硅灰的用量为1-8重量份，所述外掺剂的用量为0.1-4.5重量份。
本公开对外掺剂的种类不做特殊的限制，只要可以达到优化陶粒的性能和生产工艺的目的即可。在优选情况下，步骤a中的所述外掺剂可以包括可再分散胶粉、粘结剂、养护剂和减水剂中的至少一种。
其中，所述可再分散胶粉的含义为本领域技术人员所熟知，是由聚合物乳液经喷雾干燥制成的，根据本公开的方法，在原料中加入可再分散胶粉可以提高原料的粘结强度和内聚力，防止开裂，所制备的陶粒具有更优异的化学稳定性、热稳定性和抗压强度。优选地，所述可再分散胶粉可以为选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯-乙烯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯均聚物可再分散胶粉、苯乙烯-丁二烯共聚物可再分散胶粉、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物可再分散胶粉和醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉中的至少一种。另外，本领域技术人员所应该知晓的是，在可再分散胶体的制备过程中一般使用水溶性聚合物类的保护胶体，以显著提高制备过程的稳定性和产品的使用性能，在使用可再分散胶粉时也可将其搭配保护胶体一起使用，以进一步提高原料的分散性和粘结强度，因此，本公开的方法中所述的外掺剂还可以包括保护胶体，所述保护胶体可以为选自聚乙烯醇、羟乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酸钠中的至少一种，可再分散胶粉与保护胶体的比例可以根据需要进行调整，例如，可再分散胶粉和保护胶体的重量比可以为1：(1-10)。此外，向原料中加入粘结剂可以进一步提高原料的粘结强度，所述粘结剂为选自膨润土、煤粉灰、白炭黑、硅酸铝镁和黄原胶中的至少一种中的至少一种。减水剂可以在造粒过程中减少水的使用量，从而将低能耗，所述减水剂可以为本领域常用的，例如可以为木质素系减水剂、萘系减水剂、三聚氰胺系减水剂、聚羧酸盐系减水剂，优选地，所述减水剂可以为选自木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、萘磺酸盐甲醛聚合物、三聚氰胺磺酸盐甲醛聚合物、甲基多萘磺酸钠和甲基多环芳烃磺酸钠中的至少一种。养护剂可以在造粒后的养护过程中缩短养护的时间，所述养护剂可以为可溶于水的金属氯盐，优选为选自氯化钙、氯化镁、氯化铝、氯化铁、氯化铜和氯化锌中的至少一种。以上所述的外掺剂均可商购得到。
在本公开的一种具体实施方式中，步骤a中的所述外掺剂可以包括可再分散胶粉、保护胶体、粘结剂、养护剂和减水剂，以100重量份的所述再生灰为基准，所述可再分散胶粉的用量可以为0.02-0.25重量份，所述保护胶体的用量可以为0.1-0.5重量份，所述粘结剂的用量可以为0.02-2.5重量份，所述养护剂的用量可以为0.02-0.3重量份，所述减水剂的用量可以为0.02-0.8重量份。在原料中加入该配比的外掺剂可以显著提高所制备的陶粒的化学稳定性、热稳定性和抗压强度，并且实现生产过程的节能降耗。步骤a中的所述混合的过程可以在搅拌机等具有混合物料功能的设备中进行。
根据本公开的第一方面，步骤b中的所述造粒的含义为本领域技术人员所熟知。调节造粒过程的条件可以进一步提高陶粒的性能并缩短造粒的时间，优选地，步骤b中，所述造粒的条件可以包括：转盘造粒机的造粒锅直径为2-4m，转盘倾角为30-50°，转盘转速为10-20rpm/min，电机频率为30-50Hz。转盘造粒机内可以设有活动的刮片，需要时可通过刮片清理转盘中心部位积聚的松散料，避免所述混合的物料沉积在转盘内影响陶粒的滚动效果而导致所制备的陶粒的强度降低。
为了得到所需粒径范围的陶粒，步骤b中，可以将步骤a中得到的所述混合后的物料按重量比为(5-8)：(2-5)分为第一物料和第二物料，先将所述第一物料置于转盘造粒机中并向转盘造粒机中喷入雾化水进行造粒，得到粒径为0.5-2mm的第一颗粒后，再向所述造粒机中加入所述第二物料，继续喷入雾化水以在所述第一颗粒的基础上进行造粒，得到含水量为15-20重量％的第二颗粒。所述雾化水是指液态水通过高压喷雾设备后形成的雾状水，向转盘造粒机的转盘内喷入雾化水可以使所述混合后的物料均匀湿润，避免造粒过程中温度的剧烈升高。将所述混合后的物料分为两部分后分批加入，可以避免一次加入导致造出的小颗粒粘结成团。高压喷雾设备的条件可以为：所述雾化水的流量为1-5L/min，喷入的压力为0.1-10MPa，雾化直径为50-200cm。当得到含水量为15-20重量％的第二颗粒后，停止喷入雾化水，然后可以根据第二颗粒的粒径是否达到所需的范围而选择继续造粒或是终止造粒。该方法还可以包括在得到所需粒径范围的第二颗粒后对颗粒进行筛分的过程，所述筛分可以包括：使可调节倾角的带支架的活动平板一端置于转盘中心区域，让第二颗粒在下落速度的作用力下通过活动平板滚入震筛中进行筛分，该过程为本领域技术人员所熟知，本公开不再赘述。通过将制备出来的陶粒的粒径进行分级，可以满足不同使用条件的需求。
根据本公开的第一方面，该方法还可以包括，得到所述第二颗粒后对所述第二颗粒进行养护处理，所述养护处理包括：使所述第二颗粒保持湿润，所述养护处理的温度为20-40℃，时间为5-7天。本公开提供的方法免去了传统方法造粒后的烧结工序，造粒后只需自然养护即可，生产速度快，且大大减少了对能量的消耗，避免了在焙烧过程中因废气排放引起的二次污染，实现了对环境的零污染。
根据本公开的第一方面，本公开所述再生灰由废旧砂经预处理后得到，所述预处理可以包括物理、化学处理，例如，所述预处理可以包括摩擦处理、粉碎处理和烧灼处理中的至少一种。废旧砂经过分拣纸屑、垃圾后可以通过皮带摩擦的摩擦处理，去除废旧砂中的铁粉及其他带有磁性的物质，然后将其置于粉碎机中进行粉碎处理并进行烧灼处理，以脱去废旧砂表面附着的失效或未失效的粘结剂包覆膜。上述预处理的方法可以为本领域技术人员所常规使用的，本公开不再赘述。
传统的陶粒生产线靠人工完成，本公开提供的方法可以实现生产的自动化，工艺简单，将现有的陶粒生产线经过改造即可使用，原料旧砂再生除尘灰来源广泛，价格低廉，投资小，见效快，适用性广泛，经济效益高，制备过程在封闭式环境下进行，直接从原材料得到成品，提高了生产效率，减少了废气物排放，具有高效节能环保的特点。
本公开第二方面：提供一种由本公开第一方面所述的方法制备的陶粒。由本公开第一方面提供的方法所制备的旧砂再生除尘灰陶粒具有十分优异的性能，陶粒质量轻、强度高，具有良好的化学稳定性、热稳定性和抗压强度，可以实现超强的耐酸耐碱性能，在高温条件下的灼烧减量变化极小，在一定正压力作用下不会变形和破碎，可用于环保、化工、能源、冶金等多种领域。
以下通过实施例进一步详细说明本公开，并不用于限制本公开。
实施例中，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉购自山东苏诺克化工科技有限公司，醋酸乙烯酯-乙烯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯均聚物可再分散胶粉购自临沂市振方化工原料有限公司，膨润土、白炭黑购自广州振威化工科技有限公司，聚乙烯醇购自上海凯杜实业发展有限公司，氯化钙购自济南鑫龙海工贸有限公司，木质素磺酸钠减水剂、木质素磺酸镁减水剂、萘磺酸盐甲醛聚合物减水剂购自天津市盛富江科技有限公司。
实施例1
将100重量份的再生灰用螺旋给料机输送到搅拌机中，通过输送时间控制加入量，再以气体输送的方式加入30重量份的水泥和3重量份的硅灰，然后由自动称量加料系统控制，依次向搅拌机中加入0.15重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、1.2重量份的膨润土、0.3重量份的聚乙烯醇和0.06重量份的氯化钙，混制1-2min后以喷淋的形式加入0.03重量份的木质素磺酸钠减水剂(固含量为40重量％)，再加入上述原料和外掺剂总重量的10重量％的水，混合均匀，得到混合后的物料，其状态是用手捏可成块，稍碰可以散开，将混合后的物料由斗提机输送到料仓中。
转盘造粒机的造粒锅直径为4m，转盘的倾角为40°，转盘速度为20r/min，变频器调节电机频率40Hz。将上述混合后的物料按重量比为7：3分为第一物料和第二物料，用皮带输送机将第一物料从料仓中送入转盘造粒机内并向造粒机中喷入雾化水，当造粒机中出现直径达(0.5-2)mm的第一颗粒时，加入第二物料，继续喷入雾化水以在所述第一颗粒的基础上进行造粒，得到含水量为20重量％的第二颗粒后停止喷入雾化水。雾化水的喷水压力为8Mpa，水的流量4L/min，雾化直径200cm。待第二颗粒的粒径达到要求，用手指捏碎略有刺疼感，则强度合格，确保其在筛分和养护过程不会破碎。将可调节倾角带支架的活动平板一端置于圆盘中心区域，让第二颗粒在下落速度的作用力下通过平板滚入震筛中筛分，选出不同尺寸的陶粒置于密封袋内，向密封袋内浇水以使得第二颗粒保持湿润，在25℃下密封进行保水养护处理5天，得到本实施例制备的陶粒，所得陶粒的粒径为3-8mm。
实施例2
将100重量份的再生灰用螺旋给料机输送到搅拌机中，通过输送时间控制加入量，再以气体输送的方式加入50重量份的水泥和8重量份的硅灰，然后由自动称量加料系统控制，依次向搅拌机中加入0.25重量份的乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、2.5重量份的煤粉灰、0.5重量份的聚乙烯醇和0.3重量份的氯化钙，混制1-2min后以喷淋的形式加入0.8重量份的木质素磺酸镁减水剂(固含量为40重量％)，再加入上述原料和外掺剂总重量的5重量％的水，混合均匀，得到混合后的物料，其状态是用手捏可成块，稍碰可以散开，将混合后的物料由斗提机输送到料仓中。
转盘造粒机的造粒锅直径为4m，转盘的倾角为50°，转盘速度为15r/min，变频器调节电机频率50Hz。将上述混合后的物料按重量比为8：2分为第一物料和第二物料，用皮带输送机将第一物料从料仓中送入转盘造粒机内并向造粒机中喷入雾化水，当造粒机中出现直径达(0.5-2)mm的第一颗粒时，加入第二物料，继续喷入雾化水以在所述第一颗粒的基础上进行造粒，得到含水量为20重量％的第二颗粒后停止喷入雾化水。雾化水的喷水压力为10Mpa，水的流量5L/min，雾化直径200cm。待第二颗粒的粒径达到要求，用手指捏碎略有刺疼感，则强度合格，确保其在筛分和养护过程不会破碎。将可调节倾角带支架的活动平板一端置于圆盘中心区域，让第二颗粒在下落速度的作用力下通过平板滚入震筛中筛分，选出不同尺寸的陶粒置于密封袋内，向密封袋内浇水以使得第二颗粒保持湿润，在30℃下密封进行保水养护处理5天，得到本实施例制备的陶粒，所得陶粒的粒径为4-9mm。
实施例3
将100重量份的再生灰用螺旋给料机输送到搅拌机中，通过输送时间控制加入量，再以气体输送的方式加入20重量份的水泥和1重量份的硅灰，然后由自动称量加料系统控制，依次向搅拌机中加入0.25重量份的醋酸乙烯酯均聚物可再分散胶粉、0.02重量份的白炭黑、0.1重量份的聚乙烯醇和0.02重量份的氯化钙，混制1-2min后以喷淋的形式加入0.02重量份的萘磺酸盐甲醛聚合物减水剂(固含量为40重量％)，再加入上述原料和外掺剂总重量的10重量％的水，混合均匀，得到混合后的物料，其状态是用手捏可成块，稍碰可以散开，将混合后的物料由斗提机输送到料仓中。
转盘造粒机的造粒锅直径为4m，转盘的倾角为30°，转盘速度为10r/min，变频器调节电机频率30Hz。将上述混合后的物料按重量比为5：5分为第一物料和第二物料，用皮带输送机将第一物料从料仓中送入转盘造粒机内并向造粒机中喷入雾化水，当造粒机中出现直径达(0.5-2)mm的第一颗粒时，加入第二物料，继续喷入雾化水以在所述第一颗粒的基础上进行造粒，得到含水量为15重量％的第二颗粒后停止喷入雾化水。雾化水的喷水压力为0.1Mpa，水的流量1L/min，雾化直径100cm。待第二颗粒的粒径达到要求，用手指捏碎略有刺疼感，则强度合格，确保其在筛分和养护过程不会破碎。将可调节倾角带支架的活动平板一端置于圆盘中心区域，让第二颗粒在下落速度的作用力下通过平板滚入震筛中筛分，选出不同尺寸的陶粒置于密封袋内，向密封袋内浇水以使得第二颗粒保持湿润，在40℃下密封进行保水养护处理5天，得到本实施例制备的陶粒，所得陶粒的粒径为4-10mm。
实施例4
将100重量份的再生灰用螺旋给料机输送到搅拌机中，通过输送时间控制加入量，再以气体输送的方式加入30重量份的水泥，然后由自动称量加料系统控制，依次向搅拌机中加入0.15重量份的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、1.2重量份的膨润土和0.3重量份的聚乙烯醇，混制1-2min后以喷淋的形式加入0.03重量份的木质素磺酸钠减水剂(固含量为40重量％)，再加入上述原料和外掺剂总重量的10重量％的水，混合均匀，得到混合后的物料，其状态是用手捏可成块，稍碰可以散开，将混合后的物料由斗提机输送到料仓中。
转盘造粒机的造粒锅直径为4m，转盘的倾角为40°，转盘速度为20r/min，变频器调节电机频率40Hz。将上述混合后的物料按重量比为7：3分为第一物料和第二物料，用皮带输送机将第一物料从料仓中送入转盘造粒机内并向造粒机中喷入雾化水，当造粒机中出现直径达(0.5-2)mm的第一颗粒时，加入第二物料，继续喷入雾化水以在所述第一颗粒的基础上进行造粒，得到含水量为20重量％的第二颗粒后停止喷入雾化水。雾化水的喷水压力为80Mpa，水的流量4L/min，雾化直径200cm。待第二颗粒的粒径达到要求，用手指捏碎略有刺疼感，则强度合格，确保其在筛分和养护过程不会破碎。将可调节倾角带支架的活动平板一端置于圆盘中心区域，让第二颗粒在下落速度的作用力下通过平板滚入震筛中筛分，选出不同尺寸的陶粒置于密封袋内，向密封袋内浇水以使得第二颗粒保持湿润，在25℃下密封进行保水养护处理7天，得到本实施例制备的陶粒，所得陶粒的粒径为4-12mm。
对比例1
本对比例为采用现有技术所制备的黏土陶粒，具体制备方法为：将从土地或者山上取回的粘土经过破碎、球磨、过筛、干燥处理后，取70重量份粘土、20重量份煤粉灰、10重量份玻璃粉，经过混合以后在倾斜角为20-40°的造粒机中成型，在造粒过程中喷洒雾化水，待陶粒成型干燥后放入硅碳棒电阻炉中于1100℃条件下煅烧30min后成型，所得陶粒的粒径为4-9mm。
对比例2
本对比例为采用现有技术所制备的页岩陶粒，具体制备方法为：将从页岩矿山上取回的页岩经过破碎、球磨、过筛、干燥处理后，取80重量份页岩粉末、10重量份粘土、10重量份碳酸钙，经过混合以后在倾斜角为30-45°的造粒机中成型，在造粒过程中喷洒雾化水，待陶粒成型干燥后放入硅碳棒电阻炉中于1150℃条件下煅烧50min后成型，所得陶粒的粒径为0.9-3mm。
对比例3
本对比例为采用现有技术所制备的污泥陶粒，具体制备方法为：将从河底或者污水处理厂取回的污泥经过干燥、破碎、球磨、过筛、干燥处理后，取50重量份污泥粉末、30重量份煤粉灰、20重量份粘土，经过混合以后在倾斜角为30-45°的造粒机中成型，在造粒过程中喷洒雾化水，待陶粒成型干燥后放入硅碳棒电阻炉中于1050℃条件下煅烧40min后成型，所得陶粒的粒径为5-8mm。
测试实施例
本测试实施例用于测试实施例1-4和对比例1-3所制备的陶粒的酸溶率、碱溶率、筒压强度和灼烧减量。结果见表1。
酸溶率表征陶粒在酸性介质中的耐腐蚀性能。测试方法为：取烘干后的质量为m1的陶粒放入质量分数为10％的稀盐酸中浸泡1h，用滤纸过滤出剩余的陶粒，对该部分陶粒进行烘干称重记m2。取两次试验结果的算术平均值作为测定值。按照式(I)计算陶粒的酸溶率：
其中，P1(％)为陶粒的酸溶率，m1(g)为测试用烘干状态的陶粒质量，m2(g)为经过酸液浸泡后的陶粒质量。
碱溶率表征陶粒在碱性介质中的耐腐蚀性能。测试方法为：取烘干后的质量为m1的陶粒放入质量分数为10％的氢氧化钠中浸泡1h，用滤纸过滤出剩余的陶粒，对该部分陶粒进行烘干称重记质量为m2。取两次试验结果的算术平均值作为测定值。按照式(II)计算陶粒的碱溶率：
其中，P2(％)为陶粒的碱溶率，m1(g)为测试用烘干状态的陶粒质量，m2(g)为经过碱液浸泡后的陶粒质量。
筒压强度表征陶粒的平均颗粒的平均相对强度指标。测试方法为：将养护好的陶粒放入承压面积为10000mm2的料筒上面，承压面积为F，在匀速加载条件下记下压入深度为20mm的压力值，记为P。按照式(III)计算陶粒的筒压强度：
其中，f(MPa)为陶粒的筒压强度，p(N)为压入深度为20mm时的压力值，F(m3)为承压面积。
灼烧减量的测试方法为：将烘干好的陶粒，放入150℃条件下烘烤30min后的质量为m1的小瓷舟中，称量陶粒和瓷舟的总重量，记为m2，在箱式电阻炉中1000℃条件下灼烧30min，对冷却至室温的陶粒和瓷舟进行称重，记为m3。按照式(IV)计算陶粒的灼烧减量：
其中，w(％)为陶粒的灼减量，m1(g)为小瓷舟的重量，m2(g)为小瓷舟和灼烧前陶粒的质量，m3(g)为小瓷舟和灼烧后陶粒的质量。
表1
由表1可见，与传统方法相比，采用本公开提供的方法所制备的陶粒具有耐酸碱性好，抗压强度高，化学稳定性好等优点。此外，与传统的采用黏土、页岩以及污泥为原料的制备方法相比，本公开提供的制备陶粒的方法不仅在获取原材料时不破坏生态环境，也不会产生有毒物质，在制备过程中还免去了造粒后的烧结工序，造粒后只需自然养护即可，大大减少了对能量的消耗，具有高效节能环保的特点。
以上详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种制备陶粒的方法，其中，该方法包括以下步骤：
a、将再生灰、水泥、可选的硅灰、可选的外掺剂与水混合均匀，得到混合后的物料，其中，以100重量份的所述再生灰为基准，所述水泥的用量为20-50重量份，所述硅灰的用量为0-10重量份，所述外掺剂的用量为0-6重量份，以100重量份的所述混合后的物料为基准，所述水的用量为5-10重量份；
b、将步骤a中得到的所述混合后的物料置于转盘造粒机中进行造粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，以100重量份的所述再生灰为基准，所述硅灰的用量为1-8重量份，所述外掺剂的用量为0.1-4.5重量份。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤a中的所述外掺剂包括可再分散胶粉、保护胶体、粘结剂、养护剂和减水剂中的至少一种，所述可再分散胶粉为选自乙烯-醋酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、乙烯-氯乙烯-月桂酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯-乙烯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉、醋酸乙烯酯均聚物可再分散胶粉、苯乙烯-丁二烯共聚物可再分散胶粉、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物可再分散胶粉和醋酸乙烯酯-丙烯酸酯-高级脂肪酸乙烯酯共聚物可再分散胶粉中的至少一种，所述保护胶体为选自聚乙烯醇、羟乙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酸钠中的至少一种，所述粘结剂为选自膨润土、煤粉灰、白炭黑、硅酸铝镁和黄原胶中的至少一种，所述养护剂为选自氯化钙、氯化镁、氯化铝、氯化铁、氯化铜和氯化锌中的至少一种，所述减水剂为选自选自木质素磺酸钙、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、萘磺酸盐甲醛聚合物、三聚氰胺磺酸盐甲醛聚合物、甲基多萘磺酸钠和甲基多环芳烃磺酸钠中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤a中的所述外掺剂包括可再分散胶粉、保护胶体、粘结剂、养护剂和减水剂，以100重量份的所述再生灰为基准，所述可再分散胶粉的用量为0.02-0.25重量份，所述保护胶体的用量为0.1-0.5重量份，所述粘结剂的用量为0.02-2.5重量份，所述养护剂的用量为0.02-0.3重量份，所述减水剂的用量为0.02-0.8重量份。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤b中，所述造粒的条件包括：转盘倾角为30-50°，转盘转速为10-20rpm/min。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤b中，将步骤a中得到的所述混合后的物料按重量比为(5-8)：(2-5)分为第一物料和第二物料，先将所述第一物料置于转盘造粒机中并向转盘造粒机中喷入雾化水进行造粒，得到粒径为0.5-2mm的第一颗粒后，再向所述造粒机中加入所述第二物料，继续喷入雾化水以在所述第一颗粒的基础上进行造粒，得到含水量为15-20重量％的第二颗粒。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤b中，所述雾化水的流量为1-5L/min，喷入的压力为0.1-10MPa。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，该方法还包括，对所述第二颗粒进行养护处理，所述养护处理包括：使所述第二颗粒保持湿润，所述养护处理的温度为20-40℃，时间为5-7天。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述再生灰由废旧砂经预处理后得到，所述预处理包括摩擦处理、粉碎处理和烧灼处理中的至少一种。
10.一种由权利要求1-9中任意一项所述的方法制备的陶粒。
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