CN107686333B - 一种用作填料的磷石膏陶粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及填料陶粒技术领域，尤其是一种用作填料的磷石膏陶粒及其制备方法，经过将磷石膏、粘土、页岩、橡籽粉进行合理的配比，使得各原料成分之间相互作用，并且结合粘土采用铝溶胶进行混合研磨处理，使得原料混合造粒，能够有效的提高粘接性能，增强筒压强度；并且在橡籽粉、铝溶胶的加入过程中，能够确保在烧制过程中，降低陶粒的堆密度，提高陶粒的品质，并且能够增强陶粒的吸附性能，使得用于污水处理作滤层填料，能够提高陶粒的利用效率，实现了对磷石膏的有效处理。

Description

一种用作填料的磷石膏陶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及填料陶粒技术领域，尤其是一种用作填料的磷石膏陶粒及其制备方法。
背景技术
陶粒具有丰富的孔隙结构和较大的比表面积，能够被广泛应用于水处理领域作滤料，基于此，本研究者经过对陶粒进行制备，用作污水处理过程中，作为污水处理设备的填料，使得污水经过该填料后，能够实现对污水的过滤处理，提高污水排放的品质。
可是，传统的陶粒制作是采用粘土与页岩烧制而成，而粘土和页岩均为不可再生自然资源，使得陶粒制备成本越来越高；而磷石膏是磷化工产业产生的固体废弃物，近年来，随着磷化工产业的快速发展，磷石膏的堆存量较大，使得有必要为磷石膏有效处理寻求合理的途径。
将磷石膏作为原料来制备陶粒，目前虽然有技术人员做出了适当的研究，但是，对于磷石膏为主要原料制备陶粒的研究技术还相对较少，大多数都是将磷石膏与其他废渣进行混合，而且在混合过程中，磷石膏的添加量极少，使得在陶粒制备产业中，难以缓解磷石膏的堆存量；并且，由于磷石膏本身的属性，导致磷石膏作为主要原料制备陶粒存在着众多的问题，如过多的磷石膏，极易导致制备的陶粒产品的堆积密度以及筒压强度均较差，导致陶粒作为污水处理过程作填料后，其使用寿命缩短，而且容易给污水排放处理造成二次污染。
鉴于此，本研究者对磷石膏为主要原料制备陶粒进行研究，结合原料成分的配比设计以及陶粒制备工艺的处理，使得制备的陶粒的堆积密度、筒压强度较优，而且用作填料后，能够有效的吸附污水中的有色物质，提高对污水的处理效果，扩大了陶粒产品中对磷石膏的利用量，为磷石膏有效利用提供了一种新途径。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种用作填料的磷石膏陶粒及其制备方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种用作填料的磷石膏陶粒，原料成分以重量份计为磷石膏40-60份，粘土3-7份，页岩1-6份，橡籽粉2-7份；其中，粘土是采用铝溶胶按照质量比为1:0.3-0.7混合后，研磨而成的粉末。
优选，所述的原料成分以重量份计为磷石膏50份，粘土5份，页岩3份，橡籽粉5份。
优选，所述的粘土，成分以质量百分比计为二氧化硅60-61％，三氧化二铝10-12％，三氧化二铁3-5％，氧化钙5-7％，氧化镁2-3％，氧化钾0.1-0.7％，余量为不可避免的杂质。
优选，所述的研磨，在研磨过程中，向其中加入有占铝溶胶质量3-7％的硅酸钠和占铝溶胶质量0.2-1％的三氧化二硼。
优选，所述的研磨，在研磨过程中，向其中加入有占铝溶胶质量5％的硅酸钠和占铝溶胶质量0.7％的三氧化二硼。
优选，所述的粘土，与铝溶胶按照质量比为1:0.6混合。
优选，所述的橡籽粉，是经过炭化后的橡籽粉。
上述的用作填料的磷石膏陶粒制备方法，是将磷石膏烘干至恒重后，加入粘土、页岩混合研磨，过80目筛，加入橡籽粉，搅拌均匀，加水，控制水料质量比为0.1-0.9，送入造粒机，造粒，在温度为1000-1300℃烧制10-20min，即得。
优选，所述的烧制，是将造粒机中的颗粒，送入马沸炉中，预热至温度为200℃，恒温1min，再在1-3h升温至1000℃，恒温处理2min，再在5min升温至1300℃恒温处理10min，降温至常温，即可。
与现有技术相比，本发明创造的技术效果体现在：
经过将磷石膏、粘土、页岩、橡籽粉进行合理的配比，使得各原料成分之间相互作用，并且结合粘土采用铝溶胶进行混合研磨处理，使得原料混合造粒，能够有效的提高粘接性能，增强筒压强度；并且在橡籽粉、铝溶胶的加入过程中，能够确保在烧制过程中，降低陶粒的堆密度，提高陶粒的品质，并且能够增强陶粒的吸附性能，使得用于污水处理作滤层填料，能够提高陶粒的利用效率，实现了对磷石膏的有效处理。
本研究的发明创造者，经过试验验证，将磷石膏、粘土、页岩、橡籽粉以及将粘土采用铝溶胶混合研磨后，混合造粒，烧制成陶粒，该陶粒的堆密度为363～427kg/m3，筒压强度达到了11～12.7MPa。
并且经过对粘土的有效成分的控制，使得二氧化硅、三氧化二铝以及其他成分的相对含量得到控制，使得陶粒的筒压强度有所改善，相对不进行限定，其约提高0.1-0.5MPa。同时，对粘土处理过程中的硅酸钠以及三氧化二硼的加入，也能够有效的改善筒压强度和堆密度，有效的改善陶粒的品质。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
用作填料的磷石膏陶粒，原料成分以重量计为磷石膏40kg，粘土3kg，页岩1kg，橡籽粉2kg；其中，粘土是采用铝溶胶按照质量比为1:0.3混合后，研磨而成的粉末。制备方法，是将磷石膏烘干至恒重后，加入粘土、页岩混合研磨，过80目筛，加入橡籽粉，搅拌均匀，加水，控制水料质量比为0.1，送入造粒机，造粒，在温度为1000℃烧制10min，即得。
实施例2
用作填料的磷石膏陶粒，原料成分以重量计为磷石膏60kg，粘土7kg，页岩6kg，橡籽粉7kg；其中，粘土是采用铝溶胶按照质量比为1:0.3-0.7混合后，研磨而成的粉末。制备方法，是将磷石膏烘干至恒重后，加入粘土、页岩混合研磨，过80目筛，加入橡籽粉，搅拌均匀，加水，控制水料质量比为0.9，送入造粒机，造粒，在温度为1300℃烧制20min，即得。
所述的粘土，成分以质量百分比计为二氧化硅60％，三氧化二铝10％，三氧化二铁3％，氧化钙5％，氧化镁2％，氧化钾0.1％，余量为不可避免的杂质。
实施例3
用作填料的磷石膏陶粒，原料成分以重量计为磷石膏50kg，粘土5kg，页岩3kg，橡籽粉5kg；其中，粘土是采用铝溶胶按照质量比为1:0.6混合后，研磨而成的粉末，在研磨过程中，向其中加入有占铝溶胶质量3％的硅酸钠和占铝溶胶质量0.2％的三氧化二硼。制备方法，是将磷石膏烘干至恒重后，加入粘土、页岩混合研磨，过80目筛，加入橡籽粉，搅拌均匀，加水，控制水料质量比为0.8，送入造粒机，造粒，在温度为1200℃烧制15min，即得。
所述的粘土，成分以质量百分比计为二氧化硅61％，三氧化二铝12％，三氧化二铁5％，氧化钙7％，氧化镁3％，氧化钾0.7％，余量为不可避免的杂质。
实施例4
用作填料的磷石膏陶粒，原料成分以重量计为磷石膏40kg，粘土7kg，页岩6kg，橡籽粉2kg；其中，粘土是采用铝溶胶按照质量比为1:0.4混合后，研磨而成的粉末，在研磨过程中，向其中加入有占铝溶胶质量7％的硅酸钠和占铝溶胶质量1％的三氧化二硼。制备方法，是将磷石膏烘干至恒重后，加入粘土、页岩混合研磨，过80目筛，加入橡籽粉，搅拌均匀，加水，控制水料质量比为0.3，送入造粒机，造粒，在温度为1200℃烧制15min，即得。
所述的粘土，成分以质量百分比计为二氧化硅60.5％，三氧化二铝11％，三氧化二铁4％，氧化钙6％，氧化镁2.7％，氧化钾0.2％，余量为不可避免的杂质。
实施例5
在实施例1的基础上，其他均同实施例1，所述的粘土与铝溶胶混合研磨，在研磨过程中，向其中加入有占铝溶胶质量5％的硅酸钠和占铝溶胶质量0.7％的三氧化二硼。所述的橡籽粉，是经过炭化后的橡籽粉。
实施例6
在实施例1的基础上，其他均同实施例1，所述的烧制，是将造粒机中的颗粒，送入马沸炉中，预热至温度为200℃，恒温1min，再在1-3h升温至1000℃，恒温处理2min，再在5min升温至1300℃恒温处理10min，降温至常温，即可。
实施例7
在实施例4的基础上，其他均同实施例4，所述的烧制，是将造粒机中的颗粒，送入马沸炉中，预热至温度为200℃，恒温1min，再在1-3h升温至1000℃，恒温处理2min，再在5min升温至1300℃恒温处理10min，降温至常温，即可。
实施例8
在实施例5的基础上，其他均同实施例5，所述的烧制，是将造粒机中的颗粒，送入马沸炉中，预热至温度为200℃，恒温1min，再在1-3h升温至1000℃，恒温处理2min，再在5min升温至1300℃恒温处理10min，降温至常温，即可。
对实施例1-8制备的陶粒进行堆密度以及筒压强度检测并且用于填充在污水处理过滤池中过滤层，用于贵州省铜仁市万山区某养殖场污水排放过滤处理，测定其处理时间，处理后COD含量，该养殖场污水排放，其水质为：水温在16-25℃，COD为4678mg/L，pH值为9-10，亚硝酸根含量0.1-0.2mg/L，结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0001417864020000061
由表1数据显示可以看出，本发明创造的陶粒，其能够用于养殖场污水排污净化处理，能够有效程度的降低其中的COD含量，而且具有较长的使用寿命，处理成本较低。

Claims (6)

1.一种用作填料的磷石膏陶粒，其特征在于，原料成分以重量份计为磷石膏40-60份，粘土3-7份，页岩1-6份，橡籽粉2-7份；其中，粘土是采用粘土与铝溶胶按照质量比为1:0.3-0.7混合后，研磨而成的粉末；
所述的粘土，成分以质量百分比计为二氧化硅60-61％，三氧化二铝10-12％，三氧化二铁3-5％，氧化钙5-7％，氧化镁2-3％，氧化钾0.1-0.7％，余量为不可避免的杂质；
所述的研磨，在研磨过程中，向其中加入有占铝溶胶质量3-7％的硅酸钠和占铝溶胶质量0.2-1％的三氧化二硼；
所述的橡籽粉，是经过炭化后的橡籽粉。
2.如权利要求1所述的用作填料的磷石膏陶粒，其特征在于，所述的原料成分以重量份计为磷石膏50份，粘土5份，页岩3份，橡籽粉5份。
3.如权利要求1所述的用作填料的磷石膏陶粒，其特征在于，所述的研磨，在研磨过程中，向其中加入有占铝溶胶质量5％的硅酸钠和占铝溶胶质量0.7％的三氧化二硼。
4.如权利要求1所述的用作填料的磷石膏陶粒，其特征在于，所述的粘土，与铝溶胶按照质量比为1:0.6混合。
5.如权利要求1-4任一项所述的用作填料的磷石膏陶粒制备方法，其特征在于，是将磷石膏烘干至恒重后，加入粘土、页岩混合研磨，过80目筛，加入橡籽粉，搅拌均匀，加水，控制水料质量比为0.1-0.9，送入造粒机，造粒，在温度为1000-1300℃烧制10-20min，即得。
6.如权利要求5所述的用作填料的磷石膏陶粒制备方法，其特征在于，所述的烧制，是将造粒机中的颗粒，送入马沸炉中，预热至温度为200℃，恒温1min，再在1-3h升温至1000℃，恒温处理2min，再在5min升温至1300℃恒温处理10min，降温至常温，即可。
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Granted publication date: 20200204

Termination date: 20210925