CN109836128A

CN109836128A - 利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒及其制备方法

Info

Publication number: CN109836128A
Application number: CN201910240231.2A
Authority: CN
Inventors: 张鹤; 刘永红; 李庶; 张亮; 夏忠勇
Original assignee: Richangsheng Group Co Ltd
Current assignee: Richangsheng Group Co Ltd
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2019-06-04
Anticipated expiration: 2039-03-27
Also published as: CN109836128B

Abstract

利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒及其制备方法，本发明涉及一种陶粒及其制备方法，它要解决尾矿渣和建筑废渣难以利用的问题。本发明陶粒中的原料按重量百分含量比包括以下组分：骨料砂岩尾矿渣45％～65％、膨润土废渣15％～35％、内墙漆渣5％～15％、氧化铁粉0～5％和轻质碳酸钙0～5％。制备方法：一、将骨料砂岩尾矿渣、膨润土废渣、内墙漆渣、氧化铁粉和轻质碳酸钙加入搅拌混合机中；二、投入造粒机中造粒，得到陶粒半成品；三、陶粒半成品输送到焙烧炉中低温预烧；四、在焙烧炉中胀烧膨化，燃烧室的温度控制在900～1100℃；五、退火冷却。本发明实现了尾矿渣和建筑废渣的废弃物利用，制备得到的陶粒质量良好。

Description

利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶粒，具体涉及一种利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒及其制备方法。

背景技术

陶粒是一种人造轻集料，通常采用优质黏土、粉煤灰、页岩或蛇纹石为主要原料，通过回转窑高温焙烧，经膨化而成，其表面是一层坚硬的、呈陶质或釉质的外壳，内部具有大量的封闭型微孔，具有轻质、高强、导热系数低等特点陶粒，因此，被广泛应用于建筑、石油、化工、农业、填料和滤料等领域。

建筑骨料砂岩矿开采后为保证骨料表面清洁，通常采用湿法生产工艺，利用水洗骨料消除表面的石粉、泥、有机质等杂质，废水经水处理后会留下大量固体尾矿渣。一般而言，产生的尾矿渣量要占骨料总量的10％～20％，目前绝大部分只能丢弃。有机膨润土生产过程中产生的废渣，以及建筑内部翻修产生的漆渣等同样是难以处理的固体废弃物。这些尾矿渣、建筑垃圾占据了大量堆存空间，侵占土地，破坏环境，同时带来安全隐患，从资源利用的角度，也是一种极大的浪费。

目前利用矿山尾矿制备陶粒的研究日趋增多，包括黄金尾矿、铁尾矿、铜尾矿、赤泥、煤矸石等等，例如东北大学硕士论文《砂岩质煤矸石陶粒的制备研究》，以砂岩质煤矸石为主要原料,确定了粗、细料的配比方案为33：67；预选页岩和油母页岩为辅料,选用水玻璃为粘结剂，以预热温度450℃、预热时间20min、焙烧温度1150℃、保温时间10min为烧制陶粒工艺条件制备了质量符合700级高强轻集料的要求的陶粒。在专利方面，公开的有公告号CN201610484957.7的发明专利“凹凸棒尾矿轻质通孔陶粒”、CN201710281665.8“一种铁尾矿污泥陶粒轻质透水混凝土及陶粒的制备方法”、CN201310620026.1“低硅铁尾矿膨胀陶粒及其制备方法”等，这些研究和专利技术表明利用尾矿制备陶粒是处置固体废弃物、变废为宝一条重要途径。然而，针对骨料砂岩尾矿渣为主要原料制备陶粒的研究还较为罕见，具体利用方案更无从谈起。

发明内容

本发明的目的是要解决尾矿渣和建筑废渣难以利用的问题，而提供一种利用骨料砂岩尾矿等多种固体废弃物制备的轻质陶粒及其制备方法。

本发明利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒中的原料按重量百分含量比包括以下组分：骨料砂岩尾矿渣45％～65％、膨润土废渣15％～35％、内墙漆渣5％～15％、氧化铁粉0～5％和轻质碳酸钙0～5％。

进一步地，所述骨料砂岩尾矿渣为湿法生产骨料砂岩废水中脱水后的尾矿渣。其主要成分是砂岩石粉(>95％)、部分粘土(4～5％)以及少量植物根等有机质及其他杂质(<1％)，尾矿渣粒度≤0.08mm。骨料砂岩尾矿渣主要作为陶粒中的瘠性原料，并且提供部分熔剂矿物。

进一步地，所述膨润土废渣为有机膨润土生产过程中排出的脱水废渣。其主要成分是膨润土，一种是以蒙脱石为主的含水粘土矿，本发明采用的膨润土废渣为干粉状，粒度≤0.07mm，主要作为陶粒中的塑性原料。

进一步地，所述内墙漆渣为内墙改造剥离的建筑垃圾，磨细后使用。其主要成分是内墙漆的面漆与底漆，含有有机粘结剂、双飞粉以及石英粉。其中有机粘结剂在升温过程中可以提供热量以及气体，双飞粉主要成分是碳酸钙，在高温阶段分解提供熔剂以及发泡气体，石英粉提供骨架作用。

进一步地，所述氧化铁粉为主要补充熔剂，降低体系烧成温度。

进一步地，所述轻质碳酸钙粉体的作用是调节陶粒密度。

本发明利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒的制备方法按以下步骤实现：

步骤一、按重量百分含量将45％～65％骨料砂岩尾矿渣、15％～35％膨润土废渣、5％～15％内墙漆渣、0～5％氧化铁粉和0～5％轻质碳酸钙加入搅拌混合机中；

步骤二、在搅拌混合机中搅拌混合后投入造粒机中造粒，得到陶粒半成品；

步骤三、将陶粒半成品输送到焙烧炉中低温预烧，在400～550℃下进行烧制处理，得到预烧后的陶粒；

步骤四、将预烧后的陶粒输送到回转式焙烧炉中胀烧膨化，燃烧室的温度控制在900～1100℃，焙烧处理后得到膨化的陶粒；

步骤五、退火冷却后得到陶粒。

本发明制备得到的陶粒达到了国标《GBT17431.2-2010轻集料及其试验方法》中关于人造轻集料的要求，其质轻、堆积密度小、隔热保温、而且具有良好的耐火性、抗震性、抗渗性、抗冻性和抗碱集料反应能力等性能特点，主要用于配置轻集料混凝土。

本发明所述的利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒及其制备方法包括以下有益效果：

1、本发明所用主要原料均为固体废弃物，占成品总重量比重达到90％以上，有利于保护环境；

2、本发明率先实现了骨料砂岩生产废弃矿物、膨润土加工废渣与内墙漆渣建筑垃圾三种不同来源的废弃物综合协同利用，解决三者分别处置成本高，技术难的问题；

3、本发明可以规避尾矿库安全隐患。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒中的原料按重量百分含量比包括以下组分：骨料砂岩尾矿渣45％～65％、膨润土废渣15％～35％、内墙漆渣5％～15％、氧化铁粉0～5％和轻质碳酸钙0～5％。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述骨料砂岩尾矿渣的粒度≤0.08mm。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是所述膨润土废渣的粒度≤0.07mm。

具体实施方式四：本实施方式利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒的制备方法按以下步骤实施：

步骤五、退火冷却后得到陶粒。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是步骤一按重量百分含量将45％～65％骨料砂岩尾矿渣、15％～35％膨润土废渣、5％～15％内墙漆渣、1.5％～4％氧化铁粉和1.5％～4％轻质碳酸钙加入搅拌混合机中。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四或五不同的是步骤二在搅拌混合机中搅拌混合的时间为1.5～2h。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式四至六之一不同的是步骤三中在400～550℃下进行烧制处理0.4～0.6h。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式四至六之一不同的是步骤四焙烧处理的时间为0.5～1h。

实施例1：本实施例利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒的制备方法按以下步骤实施：

步骤一、按重量百分含量将45％骨料砂岩尾矿渣、35％膨润土废渣、15％内墙漆渣、2.5％氧化铁粉和2.5％轻质碳酸钙加入搅拌混合机中；

步骤二、在搅拌混合机中搅拌混合2h后投入造粒机中造粒，得到陶粒半成品；

步骤三、将陶粒半成品输送到焙烧炉中低温预烧，在400℃下进行烧制处理0.5h，得到预烧后的陶粒；

步骤四、将预烧后的陶粒输送到回转式焙烧炉中胀烧膨化，燃烧室的温度控制在900℃，焙烧处理1h得到膨化的陶粒；

步骤五、退火冷却后得到陶粒。

实施例2：本实施例利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒的制备方法按以下步骤实施：

步骤一、按重量百分含量将65％骨料砂岩尾矿渣、15％膨润土废渣、15％内墙漆渣和5％氧化铁粉加入搅拌混合机中；

步骤二、在搅拌混合机中搅拌混合1.5h后投入造粒机中造粒，得到陶粒半成品；

步骤三、将陶粒半成品输送到焙烧炉中低温预烧，在550℃下进行烧制处理0.5h，得到预烧后的陶粒；

步骤四、将预烧后的陶粒输送到回转式焙烧炉中胀烧膨化，燃烧室的温度控制在1100℃，焙烧处理1h得到膨化的陶粒；

步骤五、退火冷却后得到陶粒。

实施例3：本实施例利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒的制备方法按以下步骤实施：

步骤一、按重量百分含量将50％骨料砂岩尾矿渣、30％膨润土废渣、15％内墙漆渣和5％轻质碳酸钙加入搅拌混合机中；

步骤三、将陶粒半成品输送到焙烧炉中低温预烧，在510℃下进行烧制处理0.5h，得到预烧后的陶粒；

步骤四、将预烧后的陶粒输送到回转式焙烧炉中胀烧膨化，燃烧室的温度控制在1000℃，焙烧处理0.5h得到膨化的陶粒；

步骤五、退火冷却后得到陶粒。

实施例4：本实施例利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒的制备方法按以下步骤实施：

步骤一、按重量百分含量将60％骨料砂岩尾矿渣、30％膨润土废渣、5％内墙漆渣、2％氧化铁粉和3％轻质碳酸钙加入搅拌混合机中；

步骤五、退火冷却后得到陶粒。

实施例5：本实施例利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒的制备方法按以下步骤实施：

步骤一、按重量百分含量将55％骨料砂岩尾矿渣、30％膨润土废渣、10％内墙漆渣、3％氧化铁粉和2％轻质碳酸钙加入搅拌混合机中；

步骤三、将陶粒半成品输送到焙烧炉中低温预烧，在500℃下进行烧制处理0.5h，得到预烧后的陶粒；

步骤四、将预烧后的陶粒输送到回转式焙烧炉中胀烧膨化，燃烧室的温度控制在1000℃，焙烧处理1h得到膨化的陶粒；

步骤五、退火冷却后得到陶粒。

对上述实施例1～5中得到的陶粒进行性能检测，检测结果见下表：

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims

1.利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒，其特征在于该利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒中的原料按重量百分含量比包括以下组分：骨料砂岩尾矿渣45％～65％、膨润土废渣15％～35％、内墙漆渣5％～15％、氧化铁粉0～5％和轻质碳酸钙0～5％。

2.根据权利要求1所述的利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒，其特征在于所述骨料砂岩尾矿渣的粒度≤0.08mm。

3.根据权利要求1所述的利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒，其特征在于所述膨润土废渣的粒度≤0.07mm。

4.利用骨料砂岩尾矿生产的陶粒的制备方法，其特征在于该制备方法按以下步骤实现：

步骤五、退火冷却后得到陶粒。

5.根据权利要求4所述的用骨料砂岩尾矿生产的陶粒的制备方法，其特征在于步骤一按重量百分含量将45％～65％骨料砂岩尾矿渣、15％～35％膨润土废渣、5％～15％内墙漆渣、1.5％～4％氧化铁粉和1.5％～4％轻质碳酸钙加入搅拌混合机中。

6.根据权利要求4所述的用骨料砂岩尾矿生产的陶粒的制备方法，其特征在于步骤二在搅拌混合机中搅拌混合的时间为1.5～2h。

7.根据权利要求4所述的用骨料砂岩尾矿生产的陶粒的制备方法，其特征在于步骤三中在400～550℃下进行烧制处理0.4～0.6h。

8.根据权利要求4所述的用骨料砂岩尾矿生产的陶粒的制备方法，其特征在于步骤四焙烧处理的时间为0.5～1h。