CN113003971A - 一种利用锰渣制备的高强度轻骨料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用锰渣制备的高强度轻骨料及其制备方法，其中所述高强度轻骨料包括锰渣、污泥添加物与脱硫灰，且所述锰渣、污泥添加物与脱硫灰的质量比为78～83：17～19：1～3。本发明提供的高强轻骨料对锰渣的利用率高达78％以上，较现有技术中的锰渣制得的轻骨料的利用率更高，更有利于锰渣的废物利用；且轻骨料在制备过程中无三废排放，并且生产的轻骨料还能对锰渣中的部分有害物质进行固化，让有害物质更加稳定，不会对外外溢，有利于锰渣的废物利用效果。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种利用锰渣制备的高强度轻骨料及其制备方法。
背景技术
电解锰渣产生在压滤环节，是锰矿粉经过硫酸浸泡后再经过固液分离即用压滤机过滤后的产物。单位电解锰产品产生的锰渣量与使用的锰矿石品位有关，目前我国电解锰企业使用的基本都是贫锰矿，生产过程中产生大量的电解锰废渣。据相关文献记载，我国目前存量锰渣已达5000万吨以上，同时每年新增1000多万吨锰渣。
锰渣中硫酸盐、氨氮、锰等含量严重超标，砷、汞、硒的浓度也较高，现有技术中对锰渣的处理主要包括：
1、直接堆放：但是不合理的堆放方式，对周边地表水、地下水、河流底泥、土壤造成了严重污染；并且锰渣在河道和水库的大量沉积，影响着流域生态环境和饮用水源安全；随着时间的推移，沉积物中的有毒物质含量将不断增加，并可能对饮用水源和居民生活造成长期的威胁。
2、用于水泥生产：生产普通硅酸款水泥锰渣的主要物相是无定形玻璃体，具有较高的活性，在激发剂的作用下能起水化反应而产生胶凝性，可作为水泥生料和水泥混合材用于生产普通硅酸盐水泥；代替熟料晶种配料生产高标号水泥，利用锰渣代替熟料晶种配料的机理，利用锰渣代替熟料品种配料在塔式机立窑上锻烧高强度硅酸盐水泥熟料以及稳定生产水泥的方法和措施；代替石膏作水泥缓凝剂，电解锰渣为含CaSO4·2H2O较高的工业废料，如果加以利用，将获得较好的经济效益与社会效益；锰渣在水泥生产方面的应用，不仅减少了环境污染，同时也为水泥生产找到了新资源，适用于水泥生产。
3、用于生产灰渣砖：江西新余钢铁总厂用锰渣与高炉瓦斯灰生产灰渣砖，无需烧制，不需要特别养护，在室外自然放置7天后，抗压强度可达6～93M P a，抗折强度可达1.7～2.4MPa。
4、用于生产小型空心砌块：在锰渣中加入少量水泥，再加水搅拌均匀，经成型机挤压成型，生产小型空心砌块；生产的小型空心砌块经自然养护后，可代替红砖用于一般工业和民用建筑。
上述对锰渣的废物处理过程中，特别是电解锰渣用于墙体建材领域时，锰渣的掺比含量不高，不利于锰渣的有效利用。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种利用锰渣制备的高强度轻骨料及其制备方法，对锰渣进行了废物再利用，解决了锰渣处理难、处理效率低下的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，包括锰渣、污泥添加物与脱硫灰，且所述锰渣、污泥添加物与脱硫灰的质量比为78～83：17～19：1～3。
还包括一种利用锰渣制备高强度轻骨料的制备方法，包括如下步骤：
S1：先将污泥添加物进行烘干处理，烘干后的污泥添加物与锰渣、脱硫灰分别进行研磨过筛处理，备用；
S2：按照重量比为78～83：17～19：1～3的比例称取步骤S1中的锰渣、污泥添加物与脱硫灰，备用；
S3：将步骤S2中的所有原料进行干混搅拌均匀，得到混合细粉；
S4：将步骤S3中的混合细粉进行成球处理；
S5：将步骤S4中的生料球放置于135℃-150℃的烘干箱内养护1.5-2.5h小时，得到烘干生料球；
S6：将步骤S5中的烘干生料球进行煅烧得到高强度轻骨料。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明设计的轻骨料以锰渣作为主要原料，锰渣有作为高强轻骨料所需的Al2O3、SiO2、Fe2O3物质，在结合高强度轻骨料所需的其他成分组成，适宜性的添加污泥添加物作为组分的调节物，使得制得的轻骨料具有高强度；同时本发明还添加了脱硫灰，脱硫灰较普通炉灰而言含有较多的CaSO4、CaSO3、CaCO3，该种脱硫灰在具有一定的Al2O3、SiO2、Fe2O物质含量的情况下还能作为膨润土使用，使得制备的轻骨料具有较多的气孔，提高轻骨料的吸收率、降低轻骨料的堆密度，同时对废渣中的Cr离子、Ni离子有紧固作用，减少有害物质的泄露，使得本发明公开的轻骨料在添加少量的污泥添加物与脱硫灰的情况下就能制得符合要求的高强轻骨料。
2、本发明提供的高强轻骨料对锰渣的利用率高达78％以上(锰渣在整个轻骨料组分中的占比)，较现有技术中的锰渣制得的轻骨料的利用率更高，更有利于锰渣的废物利用。
3、轻骨料的生产制备过程中无三废排放，并且生产的轻骨料还能对锰渣中的部分有害物质进行固化，让有害物质更加稳定，不会对外外溢，有利于锰渣的废物利用效果。
4、并且采用本发明制得的高强轻骨料可以替代砂石应用在桥梁，高速公路路面、高铁、高性能混凝土、装配式建筑、墙板、海绵城市、地下管廊、水利工程等基建领域，也可以作为土壤修复、水治理、工业耐磨的材料，应用范围非常广泛。
具体实施方式
本发明提供了一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，包括锰渣、污泥添加物与脱硫灰，且所述锰渣、污泥添加物与脱硫灰的质量比为78～83：17～19：1～3。
所述污泥添加物包括污泥或油泥；所述污泥包括生活污泥、印染污泥、化工污泥、河道池塘污泥的一种或几种；所述油泥包括油泥中包括油罐底泥、石油化工油泥、油气开采油泥、冶炼油泥中的一种或几种。
本发明配方中的污泥以生活污泥为例，采用XRF、XRD等手段对来样生活污泥化学组成和元素组成进行了分析，具体成分组成见表1；
本发明配方中的油泥以油气开采油泥为例，采用XRF、XRD等手段对来样油泥化学组成和元素组成进行了分析，具体成分组成见表1；
本发明配方中的电解锰渣采用XRF、XRD等手段对电解锰渣化学组成和元素组成进行了分析，具体成分组成见表1；
本发明配方中的脱硫灰以新疆地区的脱硫灰为例，采用XRF、XRD等手段对来样脱硫灰化学组成和元素组成进行了分析，具体成分组成见表1。
表1污泥、油泥、电解锰渣、脱硫灰的主要化学成分
实施例1
污泥添加物以表1中的污泥1、锰渣以表1中的锰渣1、脱硫灰以表1中的脱硫灰1为例，制备一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，高强度轻骨料中锰渣、污泥、脱硫灰的质量比为78：17：1。
上述高强度轻骨料通过以下方法制得：
一种利用锰渣制备高强度轻骨料的制备方法，包括如下步骤：
S1：先将污泥在烘干温度在110℃，烘干时间为2h，得到干燥污泥，然后将干燥后的污泥及锰渣和脱硫灰分别进行粉碎、磨细后进行过筛处理，研磨后的污泥、锰渣及脱硫灰的粉末分别经过50目筛网与80目筛网过筛处理，过筛后的污泥、锰渣及脱硫灰细粉备用；
S2：按照质量比为78：17：1的比例称取步骤S1中的锰渣、污泥与脱硫灰，备用；
S3：将步骤S2中的所有原料在搅拌装置内进行干混，并搅拌均匀，得到混合细粉；
S4：将混合细粉放入成球机中旋转，利用离心力将混合细粉包裹在小颗粒表面(混合细分与水接触就会形成初步的小颗粒)，喷洒自来水，形成初始母料球，继续洒粉、自来水喷淋，制成粒度达到10mm±1的生料球，其中，生料球含水量为15.3％±0.2％；
S5：将步骤S4中的生料球置于135℃的烘干箱内养护2.5h小时，得到烘干生料球；
S6：将步骤S5中的烘干生料球采用回转窑对烘干生料球进行煅烧处理，其中煅烧处理包括预热阶段、煅烧阶段与冷却阶段，预热阶段温度在380℃，预热时间在6min；煅烧阶段温度在1100℃之间，煅烧时间在10min；冷却阶段是将煅烧阶段的温度下降室温，然后将回转窑中的轻骨料取出得到高强轻骨料1。
实施例2
污泥添加物以表1中的污泥2、锰渣以表1中的锰渣2、脱硫灰以表1中的脱硫灰2为例，制备一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，高强度轻骨料中锰渣、污泥、脱硫灰的质量比为80：18：2。
上述高强度轻骨料通过以下方法制得：
一种利用锰渣制备高强度轻骨料的制备方法，包括如下步骤：
S1：先将污泥在烘干温度在120℃，烘干时间为3h，得到干燥污泥，然后将干燥后的污泥及锰渣和脱硫灰分别进行粉碎、磨细后进行过筛处理，研磨后的污泥、锰渣及脱硫灰的粉末分别经过50目筛网与80目筛网过筛处理，过筛后的污泥、锰渣及脱硫灰细粉备用；
S2：按照质量比为80：18：2的比例称取步骤S1中的锰渣、污泥与脱硫灰，备用；
S3：将步骤S2中的所有原料在搅拌装置内进行干混，并搅拌均匀，得到混合细粉；
S4：将混合细粉放入成球机中旋转，利用离心力将混合细粉包裹在小颗粒表面，喷洒自来水，形成初始母料球，继续洒粉、自来水喷淋，制成粒度达到15mm±1的生料球，其中，生料球含水量为15.5％±0.2％；
S5：将步骤S4中的生料球置于150℃的烘干箱内养护1.5h小时，得到烘干生料球；
S6：将步骤S5中的烘干生料球采用回转窑对烘干生料球进行煅烧处理，其中煅烧处理包括预热阶段、煅烧阶段与冷却阶段，预热阶段温度在400℃，预热时间在6min；煅烧阶段温度在1200℃之间，煅烧时间在12min；冷却阶段是将煅烧阶段的温度下降室温，然后将回转窑中的轻骨料取出得到高强轻骨料2。
实施例3
污泥添加物以表1中的污泥3、锰渣以表1中的锰渣3、脱硫灰以表1中的脱硫灰3为例，制备一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，高强度轻骨料中锰渣、污泥、脱硫灰的质量比为80：19.5：2。
上述高强度轻骨料通过以下方法制得：
一种利用锰渣制备高强度轻骨料的制备方法，包括如下步骤：
S1：先将污泥在烘干温度在110℃，烘干时间为2h，得到干燥污泥，然后将干燥后的污泥及锰渣和脱硫灰分别进行粉碎、磨细后进行过筛处理，研磨后的污泥、锰渣及脱硫灰的粉末分别经过50目筛网与80目筛网过筛处理，过筛后的污泥、锰渣及脱硫灰细粉备用；
S2：按照质量比为80：19.5：2的比例称取步骤S1中的锰渣、污泥与脱硫灰，备用；
S3：将步骤S2中的所有原料在搅拌装置内进行干混，并搅拌均匀，得到混合细粉；
S4：将混合细粉放入成球机中旋转，利用离心力将混合细粉包裹在小颗粒表面，喷洒自来水，形成初始母料球，继续洒粉、自来水喷淋，制成粒度达到10mm±1的生料球，其中，生料球含水量为15.3％±0.2％；
S5：将步骤S4中的生料球置于135℃的烘干箱内养护2.5h小时，得到烘干生料球；
S6：将步骤S5中的烘干生料球采用回转窑对烘干生料球进行煅烧处理，其中煅烧处理包括预热阶段、煅烧阶段与冷却阶段，预热阶段温度在400℃，预热时间在6min；煅烧阶段温度在1250℃之间，煅烧时间在15min；冷却阶段是将煅烧阶段的温度下降室温，然后将回转窑中的轻骨料取出得到高强轻骨料3。
实施例4
污泥添加物以表1中的污泥1、锰渣以表1中的锰渣3、脱硫灰以表1中的脱硫灰2为例，制备一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，高强度轻骨料中锰渣、污泥、脱硫灰的质量比为83：19：3。
上述高强度轻骨料通过以下方法制得：
一种利用锰渣制备高强度轻骨料的制备方法，包括如下步骤：
S1：先将污泥在烘干温度在110℃，烘干时间为2h，得到干燥污泥，然后将干燥后的污泥及锰渣和脱硫灰分别进行粉碎、磨细后进行过筛处理，研磨后的污泥、锰渣及脱硫灰的粉末分别经过50目筛网与80目筛网过筛处理，过筛后的污泥、锰渣及脱硫灰细粉备用；
S2：按照质量比为83：19：3的比例称取步骤S1中的锰渣、污泥与脱硫灰，备用；
S3：将步骤S2中的所有原料在搅拌装置内进行干混，并搅拌均匀，得到混合细粉；
S4：将混合细粉放入成球机中旋转，利用离心力将混合细粉包裹在小颗粒表面，喷洒自来水，形成初始母料球，继续洒粉、自来水喷淋，制成粒度达到20mm±1的生料球，其中，生料球含水量为15.8％±0.2％；
S5：将步骤S4中的生料球置于150℃的烘干箱内养护1.5h小时，得到烘干生料球；
S6：将步骤S5中的烘干生料球采用回转窑对烘干生料球进行煅烧处理，其中煅烧处理包括预热阶段、煅烧阶段与冷却阶段，预热阶段温度在380℃，预热时间在6min；煅烧阶段温度在1100℃之间，煅烧时间在10min；冷却阶段是将煅烧阶段的温度下降室温，然后将回转窑中的轻骨料取出得到高强轻骨料4。
实施例5
污泥添加物以表1中的污泥2、锰渣以表1中的锰渣1、脱硫灰以表1中的脱硫灰3为例，制备一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，高强度轻骨料中锰渣、污泥、脱硫灰的质量比为78：19：3。
上述高强度轻骨料通过以下方法制得：
一种利用锰渣制备高强度轻骨料的制备方法，包括如下步骤：
S1：先将污泥在烘干温度在115℃，烘干时间为2.5h，得到干燥污泥，然后将干燥后的污泥及锰渣和脱硫灰分别进行粉碎、磨细后进行过筛处理，研磨后的污泥、锰渣及脱硫灰的粉末分别经过50目筛网与80目筛网过筛处理，过筛后的污泥、锰渣及脱硫灰细粉备用；
S2：按照质量比为78：19：3的比例称取步骤S1中的锰渣、污泥与脱硫灰，备用；
S3：将步骤S2中的所有原料在搅拌装置内进行干混，并搅拌均匀，得到混合细粉；
S4：将混合细粉放入成球机中旋转，利用离心力将混合细粉包裹在小颗粒表面，喷洒自来水，形成初始母料球，继续洒粉、自来水喷淋，制成粒度达到10mm±1的生料球，其中，生料球含水量为15.3％±0.2％；
S5：将步骤S4中的生料球置于135℃的烘干箱内养护2.5h小时，得到烘干生料球；
S6：将步骤S5中的烘干生料球采用回转窑对烘干生料球进行煅烧处理，其中煅烧处理包括预热阶段、煅烧阶段与冷却阶段，预热阶段温度在380℃，预热时间在6min；煅烧阶段温度在1100℃之间，煅烧时间在10min；冷却阶段是将煅烧阶段的温度下降室温，然后将回转窑中的轻骨料取出得到高强轻骨料5。
实施例6
污泥添加物以表1中的油泥1、锰渣以表1中的锰渣1、脱硫灰以表1中的脱硫灰1为例，制备一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，高强度轻骨料中锰渣、油泥、脱硫灰的质量比为81：17：2.5。
上述高强度轻骨料通过以下方法制得：
一种利用锰渣制备高强度轻骨料的制备方法，包括如下步骤：
S1：先将油泥在烘干温度在110℃，烘干时间为2h，得到干燥污泥，然后将干燥后的油泥及锰渣和脱硫灰分别进行粉碎、磨细后进行过筛处理，研磨后的油泥、锰渣及脱硫灰的粉末分别经过50目筛网与80目筛网过筛处理，过筛后的油泥、锰渣及脱硫灰细粉备用；
S2：按照质量比为81：17：2.5的比例称取步骤S1中的锰渣、油泥与脱硫灰，备用；
S3：将步骤S2中的所有原料在搅拌装置内进行干混，并搅拌均匀，得到混合细粉；
S4：将混合细粉放入成球机中旋转，利用离心力将混合细粉包裹在小颗粒表面，喷洒自来水，形成初始母料球，继续洒粉、自来水喷淋，制成粒度达到15mm±1的生料球，其中，生料球含水量为15.8％±0.2％；
S5：将步骤S4中的生料球置于135℃的烘干箱内养护2.5h小时，得到烘干生料球；
S6：将步骤S5中的烘干生料球采用回转窑对烘干生料球进行煅烧处理，其中煅烧处理包括预热阶段、煅烧阶段与冷却阶段，预热阶段温度在380℃，预热时间在6min；煅烧阶段温度在1250℃之间，煅烧时间在10min；冷却阶段是将煅烧阶段的温度下降室温，然后将回转窑中的轻骨料取出得到高强轻骨料6。
实施例7
污泥添加物以表1中的油泥2、锰渣以表1中的锰渣2、脱硫灰以表1中的脱硫灰2为例，制备一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，高强度轻骨料中锰渣、油泥、脱硫灰的质量比为79：18：2.5。
上述高强度轻骨料通过以下方法制得：
一种利用锰渣制备高强度轻骨料的制备方法，包括如下步骤：
S1：先将油泥在烘干温度在110℃，烘干时间为2h，得到干燥污泥，然后将干燥后的油泥及锰渣和脱硫灰分别进行粉碎、磨细后进行过筛处理，研磨后的油泥、锰渣及脱硫灰的粉末分别经过50目筛网与80目筛网过筛处理，过筛后的油泥、锰渣及脱硫灰细粉备用；
S2：按照质量比为79：18：2.5的比例称取步骤S1中的锰渣、油泥与脱硫灰，备用；
S3：将步骤S2中的所有原料在搅拌装置内进行干混，并搅拌均匀，得到混合细粉；
S4：将混合细粉放入成球机中旋转，利用离心力将混合细粉包裹在小颗粒表面，喷洒自来水，形成初始母料球，继续洒粉、自来水喷淋，制成粒度达到10mm±1的生料球，其中，生料球含水量为15.3％±0.2％；
S5：将步骤S4中的生料球置于135℃的烘干箱内养护2.5h小时，得到烘干生料球；
S6：将步骤S5中的烘干生料球采用回转窑对烘干生料球进行煅烧处理，其中煅烧处理包括预热阶段、煅烧阶段与冷却阶段，预热阶段温度在400℃，预热时间在7min；煅烧阶段温度在1100℃之间，煅烧时间在10min；冷却阶段是将煅烧阶段的温度下降室温，然后将回转窑中的轻骨料取出得到高强轻骨料7。
实施例8
污泥添加物以表1中的油泥3、锰渣以表1中的锰渣3、脱硫灰以表1中的脱硫灰3为例，制备一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，高强度轻骨料中锰渣、油泥、脱硫灰的质量比为78：17：1。
上述高强度轻骨料通过以下方法制得：
一种利用锰渣制备高强度轻骨料的制备方法，包括如下步骤：
S1：先将油泥在烘干温度在110℃，烘干时间为2h，得到干燥污泥，然后将干燥后的油泥及锰渣和脱硫灰分别进行粉碎、磨细后进行过筛处理，研磨后的油泥、锰渣及脱硫灰的粉末分别经过50目筛网与80目筛网过筛处理，过筛后的油泥、锰渣及脱硫灰细粉备用；
S2：按照质量比为78：17：1的比例称取步骤S1中的锰渣、油泥与脱硫灰，备用；
S3：将步骤S2中的所有原料在搅拌装置内进行干混，并搅拌均匀，得到混合细粉；
S4：将混合细粉放入成球机中旋转，利用离心力将混合细粉包裹在小颗粒表面，喷洒自来水，形成初始母料球，继续洒粉、自来水喷淋，制成粒度达到10mm±1的生料球，其中，生料球含水量为15.3％±0.2％；
S5：将步骤S4中的生料球置于135℃的烘干箱内养护2.5h小时，得到烘干生料球；
S6：将步骤S5中的烘干生料球采用回转窑对烘干生料球进行煅烧处理，其中煅烧处理包括预热阶段、煅烧阶段与冷却阶段，预热阶段温度在380℃，预热时间在8min；煅烧阶段温度在1150℃之间，煅烧时间在13min；冷却阶段是将煅烧阶段的温度下降室温，然后将回转窑中的轻骨料取出得到高强轻骨料8。
实施例9
污泥添加物以表1中的油泥1、锰渣以表1中的锰渣2、脱硫灰以表1中的脱硫灰3为例，制备一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，高强度轻骨料中锰渣、油泥、脱硫灰的质量比为78：17：1.8。
上述高强度轻骨料通过以下方法制得：
一种利用锰渣制备高强度轻骨料的制备方法，包括如下步骤：
S1：先将油泥在烘干温度在120℃，烘干时间为2h，得到干燥污泥，然后将干燥后的油泥及锰渣和脱硫灰分别进行粉碎、磨细后进行过筛处理，研磨后的油泥、锰渣及脱硫灰的粉末分别经过50目筛网与80目筛网过筛处理，过筛后的油泥、锰渣及脱硫灰细粉备用；
S2：按照质量比为78：17：1.8的比例称取步骤S1中的锰渣、油泥与脱硫灰，备用；
S3：将步骤S2中的所有原料在搅拌装置内进行干混，并搅拌均匀，得到混合细粉；
S4：将混合细粉放入成球机中旋转，利用离心力将混合细粉包裹在小颗粒表面，喷洒自来水，形成初始母料球，继续洒粉、自来水喷淋，制成粒度达到20mm±1的生料球，其中，生料球含水量为15.8％±0.2％；
S5：将步骤S4中的生料球置于140℃的烘干箱内养护2h小时，得到烘干生料球；
S6：将步骤S5中的烘干生料球采用回转窑对烘干生料球进行煅烧处理，其中煅烧处理包括预热阶段、煅烧阶段与冷却阶段，预热阶段温度在380℃，预热时间在6min；煅烧阶段温度在1100℃之间，煅烧时间在10min；冷却阶段是将煅烧阶段的温度下降室温，然后将回转窑中的轻骨料取出得到高强轻骨料9。
实施例10
污泥添加物以表1中的油泥3、锰渣以表1中的锰渣1、脱硫灰以表1中的脱硫灰2为例，制备一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，高强度轻骨料中锰渣、油泥、脱硫灰的质量比为83：17：3。
上述高强度轻骨料通过以下方法制得：
一种利用锰渣制备高强度轻骨料的制备方法，包括如下步骤：
S1：先将油泥在烘干温度在110℃，烘干时间为2h，得到干燥污泥，然后将干燥后的油泥及锰渣和脱硫灰分别进行粉碎、磨细后进行过筛处理，研磨后的油泥、锰渣及脱硫灰的粉末分别经过50目筛网与80目筛网过筛处理，过筛后的油泥、锰渣及脱硫灰细粉备用；
S2：按照质量比为83：17：3的比例称取步骤S1中的锰渣、油泥与脱硫灰，备用；
S3：将步骤S2中的所有原料在搅拌装置内进行干混，并搅拌均匀，得到混合细粉；
S4：将混合细粉放入成球机中旋转，利用离心力将混合细粉包裹在小颗粒表面，喷洒自来水，形成初始母料球，继续洒粉、自来水喷淋，制成粒度达到10mm±1的生料球，其中，生料球含水量为15.3％±0.2％；
S5：将步骤S4中的生料球置于150℃的烘干箱内养护1.5h小时，得到烘干生料球；
S6：将步骤S5中的烘干生料球采用回转窑对烘干生料球进行煅烧处理，其中煅烧处理包括预热阶段、煅烧阶段与冷却阶段，预热阶段温度在390℃，预热时间在7min；煅烧阶段温度在1200℃之间，煅烧时间在15min；冷却阶段是将煅烧阶段的温度下降室温，然后将回转窑中的轻骨料取出得到高强轻骨料10。
将采用实施例1-10制得的轻骨料按照GB/T 17432.2-2010《轻集料及其试验方法第2部分：轻集料试验方法》进行球直径、堆积密度、单颗强度(取平均值)或筒压强度以及1h吸水率的检测，不同原料用量比条件下制备的产品的检测结果如表2所示：
表2
从表2中可以看出，本发明提供的利用锰渣作为主要原料制得的轻骨料都是满足要求的高强度轻骨料，提高了对锰渣的废物利用效率。
本发明利用锰渣为主要原料制备的高强轻骨料在满足轻骨料的各项标准的情况下，对锰渣的利用率高达78％以上(锰渣在整个轻骨料组分中的占比)，较现有技术中的锰渣制得的轻骨料的利用率更高，更有利于锰渣的废物利用。
轻骨料的生产制备过程中无三废排放，并且生产的轻骨料还能对锰渣中的部分有害物质进行固化，让有害物质更加稳定，不会对外外溢，有利于锰渣的废物利用效果。
本发明在制备轻骨料的过程中先对生料球进行了养护，使得生料球中的水能能逐步脱除，避免生料球在煅烧过程中突然高温带来的外部开口、内部炸裂的情况。
本发明中添加的脱硫灰较普通的炉灰具有更优的效果，能作为炉灰调节轻骨料中各组分的含量外还能作为膨润土，增加轻骨料的开孔数量，提高轻骨料的吸水率。
并且采用本发明配方制得的高强轻骨料可以替代砂石应用在桥梁、高速公路路面、高铁、高性能混凝土、装配式建筑、墙板、海绵城市、地下管廊、水利工程等基建领域，也可以作为土壤修复、水治理、工业耐磨材料，应用范围非常广泛。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明保护的范围内。
Claims (10)
1.一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，其特征在于：包括锰渣、污泥添加物与脱硫灰，且所述锰渣、污泥添加物与脱硫灰的质量比为78～83：17～19：1～3。
2.根据权利要求1所述的一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，其特征在于：所述污泥添加物包括污泥或油泥；
所述污泥包括生活污泥、印染污泥、化工污泥、河道池塘污泥的一种或几种；
所述油泥包括油泥中包括油罐底泥、石油化工油泥、油气开采油泥、冶炼油泥中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，其特征在于：以质量百分含量计，所述污泥的主要成分包括：26％～28％的SiO2、3.2％～3.5％的CaO、0.62％～0.65％的K2O、25.5％～26％的Al2O3、7.2％～7.5％的Fe2O3、8.6％～9.2％的MgO、0.62％～0.65％的Na2O。
4.根据权利要求2所述的一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，其特征在于：以质量百分含量计，所述油泥的主要成分包括：38％～42％的SiO2、12％～15％的CaO、11％～14％的BaO、8.2％～9.4％的Al2O3、3.8％～4.2％的Fe2O3、6.5％～6.8％的S、6.2％～6.8％的Cl。
5.根据权利要求2所述的一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，其特征在于：以质量百分含量计，所述锰渣的主要成分包括：22％～28.6％的SiO2、7.6％～9.2％的CaO、1.8％～2.7％的C、3.5％～3.8％的Al2O3、3.8％～4.2％的Fe、1.4％～1.5％的MgO、7.1％～10.2％的S、6.2％～8％的Mn。
6.根据权利要求2所述的一种利用锰渣制备的高强度轻骨料，其特征在于：所述脱硫灰为循环流化床经过炉内脱硫后产生的飞灰；
以质量百分含量计，所述脱硫灰主要成分包括：22％～24％的SiO2、10％～12％的Al2O3、2.5％～3.2％的Fe2O3、46％～51％的CaO、4.5％～5％的MgO、0.5％～0.65％的K2O、1.3％～1.55％的Na2O。
7.一种制备如权利要求1所述的轻骨料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：先将污泥添加物进行烘干处理，烘干后的污泥添加物与锰渣、脱硫灰分别进行研磨过筛处理，备用；
S2：按照重量比为78～83：17～19：1～3的比例称取步骤S1中的锰渣、污泥添加物与脱硫灰，备用；
S3：将步骤S2中的所有原料进行干混搅拌均匀，得到混合细粉；
S4：将步骤S3中的混合细粉进行成球处理；
S5：将步骤S4中的生料球放置于135℃-150℃的烘干箱内养护1.5-2.5h小时，得到烘干生料球；
S6：将步骤S5中的烘干生料球进行煅烧得到高强度轻骨料。
8.根据权利要求7所述的轻骨料的制备方法，其特征在于：
在步骤S1中，污泥添加物的烘干温度在110-120℃，烘干时间为2-3h；
且研磨后的锰渣、污泥添加物与脱硫灰的粒径在50-80目之间。
9.根据权利要求5所述的轻骨料的制备方法，其特征在于：
在步骤S4中，将混合细粉放入成球机中旋转，喷洒自来水，形成初始母料球，继续洒粉、自来水喷淋，制成粒度达到10-20mm的生料球，其中，生料球含水量为15.3％～15.8％。
10.根据权利要求5所述的轻骨料的制备方法，其特征在于：
在步骤S6中采用回转窑或马弗炉对烘干生料球进行煅烧处理；
其中步骤S6中包括预热阶段、煅烧阶段与冷却阶段，
所述预热阶段温度在350℃-400℃之间，预热时间在6-8min；
所述煅烧阶段温度在1100-1250℃之间，煅烧时间在10-15min；
所述冷却阶段是将煅烧阶段的温度下降室温后，将回转窑或马弗炉中的轻骨料取出得到高强轻骨料。
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