CN109553385A - 一种温石棉尾矿陶粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温石棉尾矿陶粒及其制备方法，涉及温石棉尾矿综合利用技术领域。本发明的温石棉尾矿陶粒包括：按重量份计，温石棉尾矿50‑90份、黏土5‑40份、煤粉10‑20份、石灰石10‑20份、工业烧碱1‑5份、硅砂1‑10份、5‑10wt％的水玻璃水溶液25‑40份。本发明制作的温石棉尾矿陶粒，轻质、高强，化学性能稳定，对环境友好无污染，变害为利，提高了温石棉尾矿的综合利用率。

Description

一种温石棉尾矿陶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及温石棉尾矿综合利用技术领域，具体涉及一种温石棉尾矿陶粒及其制备方法。
背景技术
温石棉尾矿是在纤蛇纹石石棉采选过程中排弃的一种废石尾渣，主要成分为纤蛇纹石。众所周知，石棉是致癌物，对环境和人体具有严重的危害性，温石棉尾矿已列入《国家危险废物名录》。由于温石棉矿石品位低，每生产一吨温石棉产品，就要排出几十吨的尾矿，其堆存量在中国估计就达到2亿吨以上。温石棉尾矿的堆存不仅占用大量土地资源，也给当地生态环境造成了严重破坏，因此，有必要对温石棉尾矿渣进行无害化处理，以减少当地生态环境压力。目前对石棉废物和石棉尾矿等危险废物的处理一般采用混凝土固化、玻璃化烧结固化等固化后深埋，处理成本较高，综合利用率低。
陶粒是重要的人造轻集料，具有优异的性能，如密度低、孔隙率高，软化系数高、筒压强度高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等，广泛应用于建材、园艺、水处理、耐火保温材料、化工、石油等部门。
现有技术中，烧结型陶粒因生产的主要原料粘土、页岩等资源开采受到国家限制，因此如何解决烧结型陶粒原料不足成为现在烧结型陶粒的开发生产需要解决的新问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种温石棉尾矿陶粒及其制备方法，以解决现有温石棉尾矿堆积对环境造成污染的问题，达到以利治废的效果。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种温石棉尾矿陶粒，其包括：按重量份计，温石棉尾矿50-90份、黏土5-40份、煤粉10-20份、石灰石10-20份、工业烧碱1-5份、硅砂1-10份、5-10wt％的水玻璃水溶液25-40份
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述的温石棉尾矿陶粒，按重量份计，温石棉尾矿60-80份、黏土15-25份、煤粉10-20份、石灰石10-20份、工业烧碱1-5份、硅砂1-10份、5-10wt％的水玻璃水溶液30-35份。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述温石棉尾矿陶粒，按重量份计，温石棉尾矿70份、黏土20份、煤粉15份、石灰石15份、工业烧碱3份、硅砂7份、7wt％的水玻璃水溶液32份。
进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述水玻璃为碱水玻璃，模数M1-2。
上述的温石棉尾矿陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将温石棉尾矿、黏土、煤粉、石灰石、工业烧碱和硅砂研磨混合，得到粒度小于0.2mm的粉体；
(2)将粉体加入到造球机中，并加入水玻璃水溶液，得到相应的湿球；
(3)将湿球料置于105-150℃温度下干燥0.5-2h，得到烘干球料；
(4)将烘干球料置于350-400℃温度下预热1-2h后，置于1200-1250℃的焙烧炉中，焙烧10-15min；冷却后得陶粒。
本发明的温石棉尾矿主要由蛇纹石组成，化学成分主要是氧化镁和二氧化硅，其中危险物质的主要成分是具有纤维状结构的纤蛇纹石矿物。以蛇纹石为原料制作陶粒，通过高温焙烧，有害的纤蛇纹石在高温条件下分解并形成稳定无害的橄榄石矿物，达到了将有害转为无害的目的。对温石棉尾矿中的危险物质进行无害化处理，节约了温石棉尾矿废弃物的处理费用。提高了温石棉尾矿的综合利用率，同时也减轻了温石棉尾矿堆积造成的环境污染。
本发明通过焙烧得到的是以其橄榄石为主晶相的陶粒，其中橄榄石的化学性能稳定，具有良好的耐腐蚀性、耐磨性和耐热性能，使得制备得到的陶粒同样具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。
本发明采用石灰石和煤粉作为造孔剂，其在高温下会分解产生二氧化碳气体，在陶粒中形成气孔，可以降低陶粒密度，生产出轻质的陶粒。
本发明采用水玻璃溶液粘结剂造球，增强了固体原料之间的粘结性，提高的陶粒的机械强度。
通过本发明制备成的陶粒轻质、高强，对环境无害，可放心地应用于建筑物中，具有减轻自重、节能保温的效果；橄榄石具有良好的耐腐蚀性，本发明制备的陶粒可应用于水处理、园艺行业中。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种温石棉尾款陶粒及其制备方法，将有害的纤蛇纹石转变为无害的橄榄石，制作的温石棉尾矿陶粒，其化学性能稳定，具有轻质、高强，良好的耐腐蚀性，对环境友好无污染，变害为利，提高了温石棉尾矿的综合利用率。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1：
本实施例的温石棉尾矿陶粒包括：按重量份计，温石棉尾矿50份、黏土5份、煤粉10份、石灰石10份、工业烧碱1份、硅砂1份、5wt％的水玻璃水溶液25份。其中，水玻璃为碱水玻璃，模数M1-2。
本实施例的温石棉尾矿陶粒的制备方法包括：
(1)将温石棉尾矿、黏土、煤粉、石灰石、工业烧碱和硅砂研磨混合，得到粒度小于0.2mm的粉体；
(2)将粉体加入到造球机中，并喷入水玻璃水溶液，得到相应的湿球；
(3)将湿球料置于105℃温度下干燥2h，得到烘干球料；
(4)将烘干干球置于350℃温度下预热1h后，置于1200℃的焙烧炉中，焙烧10min；冷却后制得陶粒。
上述制备出陶粒堆积密度为720kg/m3，筒压强度为4.4MPa。
实施例2：
本实施例的温石棉尾矿陶粒包括：按重量份计，温石棉尾矿60份、黏土15份、煤粉10份、石灰石15份、工业烧碱3份、硅砂5份、7wt％的水玻璃水溶液30份。其中，水玻璃为碱水玻璃，模数M1-2。
本实施例的温石棉尾矿陶粒的制备方法包括：
(1)将温石棉尾矿、黏土、煤粉、石灰石、工业烧碱和硅砂研磨混合，得到粒度小于0.2mm的粉体；
(2)将粉体加入到造球机中，并加入水玻璃水溶液，得到相应的湿球；
(3)将湿球置于120℃温度下干燥1h，得到烘干球料；
(4)将烘干球料置于350℃温度下预热2h后，置于1250℃的焙烧炉中，焙烧12min；冷却后得陶粒。
上述制备出陶粒堆积密度为680kg/m3，筒压强度为4.0MPa。
实施例3：
本实施例的温石棉尾矿陶粒包括：按重量份计，温石棉尾矿70份、黏土20份、煤粉15份、石灰石15份、工业烧碱3份、硅砂7份、7wt％的水玻璃水溶液32份。其中，水玻璃为碱水玻璃，模数M1-2。
本实施例的温石棉尾矿陶粒的制备方法包括：
(1)将温石棉尾矿、黏土、煤粉、石灰石、工业烧碱和硅砂研磨混合，得到粒度小于0.2mm的粉体；
(2)将粉体加入到造球机中，并加入水玻璃水溶液，得到相应的湿球；
(3)将湿球料置于135℃温度下干燥1h，得到烘干球料；
(4)将烘干球料置于375℃温度下预热1.5h后，置于1250℃的焙烧炉中，焙烧12min；冷却后得陶粒。
上述制备出陶粒堆积密度为645kg/m3，筒压强度为3.9MPa。
实施例4：
本实施例的温石棉尾矿陶粒包括：按重量份计，温石棉尾矿80份、黏土25份、煤粉18份、石灰石18份、工业烧碱4份、硅砂7份、8wt％的水玻璃水溶液35份。其中，水玻璃为碱水玻璃，模数M1-2。
本实施例的温石棉尾矿陶粒的制备方法包括：
(1)将温石棉尾矿、黏土、煤粉、石灰石、工业烧碱和硅砂研磨混合，得到粒度小于0.2mm的粉体；
(2)将粉体加入到造球机中，并加入水玻璃水溶液，得到相应的湿球；
(3)将湿球料置于150℃温度下干燥0.5h，得到烘干球料；
(4)将烘干球料置于400℃温度下预热1h后，置于1200℃的焙烧炉中，焙烧15min；冷却后得陶粒。
上述制备陶粒堆积密度为660kg/m3，筒压强度为3.7MPa。
实施例5：
本实施例的温石棉尾矿陶粒包括：按重量份计，温石棉尾矿90份、黏土40份、煤粉20份、石灰石20份、工业烧碱5份、硅砂10份、10wt％的水玻璃水溶液40份。其中，水玻璃为碱水玻璃，模数M1-2。
本实施例的温石棉尾矿陶粒的制备方法包括：
(1)将温石棉尾矿、黏土、煤粉、石灰石、工业烧碱和硅砂研磨混合，得到粒度小于0.2mm的粉体；
(2)将粉体加入到造球机中，并加入水玻璃水溶液，得到相应的湿球；
(3)将湿球料置于150℃温度下干燥0.6h，得到烘干球料；
(4)将烘干球料置于350℃温度下预热2h后，置于1250℃的焙烧炉中，焙烧10min；冷却后得陶粒。
上述制备出陶粒堆积密度为635kg/m3，筒压强度为3.6MPa。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种温石棉尾矿陶粒，其特征在于，其包括：按重量份计，温石棉尾矿50-90份、黏土5-40份、煤粉10-20份、石灰石10-20份、工业烧碱1-5份、硅砂1-10份、5-10wt％的水玻璃水溶液25-40份。
2.根据权利要求1所述的温石棉尾矿陶粒，其特征在于，按重量份计，温石棉尾矿60-80份、黏土15-25份、煤粉10-20份、石灰石10-20份、工业烧碱1-5份、硅砂1-10份、5-10wt％的水玻璃水溶液30-35份。
3.根据权利要求2所述的温石棉尾矿陶粒，其特征在于，按重量份计，温石棉尾矿70份、黏土20份、煤粉15份、石灰石15份、工业烧碱3份、硅砂7份、7wt％的水玻璃水溶液32份。
4.根据权利要求1-3所述的温石棉尾矿陶粒，其特征在于，所述水玻璃为碱水玻璃，模数M1-2。
5.根据权利要求1-4所述的温石棉尾矿陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将温石棉尾矿、黏土、煤粉、石灰石、工业烧碱和硅砂研磨混合，得到粒度小于0.2mm的粉体；
(2)将粉体加入到造球机中，并加入水玻璃水溶液，得到相应的湿球；
(3)将湿球料置于105-150℃温度下干燥0.5-2h，得到烘干球料；
(4)将烘干球料置于350-400℃温度下预热1-2h后，置于1200-1250℃的焙烧炉中，焙烧10-15min；冷却后得陶粒。
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