CN113277821A - 一种固相发泡粉煤灰硅钙渣免烧陶粒及其制备方法 - Google Patents

一种固相发泡粉煤灰硅钙渣免烧陶粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于园艺材料技术领域，具体涉及一种固相发泡粉煤灰硅钙渣免烧陶粒及其制备方法，由以下重量份的原料组成：粉煤灰30‑75份、硅钙渣15‑50份、电石渣5‑15份、脱硫石膏1‑2份、硫酸铵1‑5份和水30‑50份。本发明创造性地采用硫酸铵作为造孔剂，通过固相发泡，在陶粒表面及内部造孔，得到固相发泡粉煤灰免烧陶粒。硫酸铵颗粒在碱性环境中产生氨，在蒸氧下氨气释放，在陶粒中形成气泡，从而实现造孔。残留的发泡剂硫酸铵可为植物提供氮肥；使用的硅钙渣既可以实现废物利用，又可以提高产品后期的强度。

Description

一种固相发泡粉煤灰硅钙渣免烧陶粒及其制备方法
技术领域
本发明属于园艺材料技术领域，具体涉及一种固相发泡粉煤灰硅钙渣免烧陶粒及其制备方法。
背景技术
陶粒孔隙丰富，具有保水保肥的功效；同时其具有一定的强度、粒径可调，是一种优良的园艺栽培基质。但是目前市场上较为普遍的园艺陶粒多为烧结陶粒，需要在1000摄氏度以上的条件下煅烧制得，成本较高且不够节能环保。因此，需要开发一种低温下制备的免烧陶粒。
相关专利文献中公开了一些制备方法，如：公开号为CN102701785A的发明专利公布了一种粉煤灰免烧陶粒的制备方法；公开号为CN106220011A的发明专利公布了一种园艺空心免烧陶粒的制备方法；公开号为CN105060923A的发明专利公布了一种轻质免烧陶粒的制备方法；公开号为CN105254265A的发明专利公布了一种利用硅钙渣制备固废基蒸压砖的方法。
上述专利虽然可以得到免烧陶粒，但仍存在一些问题。为此，申请人之前申报了一种固相发泡粉煤灰免烧陶粒及制备方法(专利申请号为202010552750.5)，其工艺简单，制备过程不需要进行高温煅烧，节能环保；独有的高效发泡过程可以在固相状态下在陶粒内部及表面造孔，使得得到的陶粒产品具有高孔隙率，可有效地实现保水保肥，也降低了陶粒的堆积密度。
如何利用工业废物进行免烧陶粒的生产，是急需要解决的技术问题；同时，高铝粉煤灰提铝是近年开发的重要的提取氧化铝的工艺，目前，预脱硅-碱石灰烧结法碱法已得到产业应用，但在提铝过程中产生了副产物硅钙渣，如何有效处理硅钙渣的利用成为重要的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种固相发泡粉煤灰硅钙渣免烧陶粒及其制备方法，其有效利用了硅钙渣，并可以提高陶粒的后期强度。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种固相发泡粉煤灰硅钙渣免烧陶粒，由以下重量份的原料组成：粉煤灰30-75份、硅钙渣15-50份、电石渣5-15份、脱硫石膏1-2份、硫酸铵1-5份和水30-50份。
由以下重量份的原料组成：粉煤灰30份、硅钙渣50份、电石渣15份、脱硫石膏1份、硫酸铵4份和水40份。
由以下重量份的原料组成：粉煤灰75份、硅钙渣15份、电石渣5份、脱硫石膏2份、硫酸铵3份和水50份。
所述硫酸铵为粉末状，其通过研磨并经过60-200目筛网筛选后得到。
一种固相发泡粉煤灰免烧陶粒制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份称取粉煤灰、硅钙渣、电石渣、脱硫石膏、硫酸铵和水；
S2、将S1中的粉煤灰、硅钙渣、电石渣、脱硫石膏和硫酸铵进行混合，得到混料；
S3、将S2得到的混料置于造粒机内，将S1中的水喷洒至造粒机中，得到陶粒生球；
S4、将S3得到的陶粒生球置于蒸汽养护装置中养护，养护后自然降温至室温，得到免烧陶粒。
所述S1中：硫酸铵为粉末状，其通过研磨并经过60-200目筛网筛选后得到。
所述S3中：造粒机在30-50度的倾角及20-50转/分钟的转速下工作，将S1中的水以1-5份/分钟的流量喷洒至造粒机中。
所述造粒机采用盘式造粒机。
所述S4中：养护装置中空气湿度大于90％，养护温度程序为：在100-120摄氏度养护2-4h，然后在150-200摄氏度养护8-12h。
将S3得到的陶粒生过筛，得到不同粒径的陶粒生球；之后再将不同粒径的陶粒生球置于蒸汽养护装置中养护。
本发明于现有技术相比，具有的有益效果是：
本发明创造性地采用硫酸铵作为造孔剂，通过固相发泡，在陶粒表面及内部造孔，得到固相发泡粉煤灰免烧陶粒。硫酸铵颗粒在碱性环境中产生氨，在蒸氧下氨气释放，在陶粒中形成气泡，从而实现造孔。硅钙渣的加入，提高了材料的后期强度并减少了碱的用量。为了加速材料的水化，需要在大于90％的湿度环境下在150-200摄氏度养护8-12h。
本发明的制备方法，工艺简单，制备过程不需要进行高温煅烧，节能环保；独有的高效发泡过程可以在固相状态下在陶粒内部及表面造孔，使得得到的陶粒产品具有高孔隙率，可有效地实现保水保肥，也降低了陶粒的堆积密度；残留的发泡剂硫酸铵可为植物提供氮肥；使用的硅钙渣既可以实现废物利用，又可以提高产品后期的强度。
附图说明
图1是本发明免烧陶粒的微观图；
图2是本发明免烧陶粒的实物图；
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种固相发泡粉煤灰硅钙渣免烧陶粒，由以下重量份的原料组成：粉煤灰30-75份、硅钙渣15-50份、电石渣5-15份、脱硫石膏1-2份、硫酸铵1-5份和水30-50份。
优选的：其由以下重量份的原料组成：粉煤灰30份、硅钙渣50份、电石渣15份、脱硫石膏1份、硫酸铵4份和水40份。
优选的：由以下重量份的原料组成：粉煤灰75份、硅钙渣15份、电石渣5份、脱硫石膏2份、硫酸铵3份和水50份。
进一步，硫酸铵为粉末状，其通过研磨并经过60-200目筛网筛选后得到。
一种固相发泡粉煤灰免烧陶粒制备方法，包括以下步骤：
S1、按重量份称取粉煤灰、硅钙渣、电石渣、脱硫石膏、硫酸铵和水；
S2、将S1中的粉煤灰、硅钙渣、电石渣、脱硫石膏和硫酸铵进行混合，得到混料；
S3、将S2得到的混料置于造粒机内，将S1中的水喷洒至造粒机中，得到陶粒生球；
S4、将S3得到的陶粒生球置于蒸汽养护装置中养护，养护后自然降温至室温，得到免烧陶粒。
进一步，S1中：硫酸铵为粉末状，其通过研磨并经过60-200目筛网筛选后得到。
进一步，S3中：造粒机在30-50度的倾角及20-50转/分钟的转速下工作，将S1中的水以1-5份/分钟的流量喷洒至造粒机中。
进一步，造粒机采用盘式造粒机。
进一步，将S3得到的陶粒生过筛，得到不同粒径的陶粒生球；之后再将不同粒径的陶粒生球置于蒸汽养护装置中养护。
进一步，S4中：养护装置中空气湿度大于90％，养护温度程序为：在100-120摄氏度养护2-4h，然后在150-200摄氏度养护8-12h。
实施例一
本实施例中的固相发泡粉煤灰免烧陶粒的制备方法，它由下列步骤组成：
S1、按重量份称取原料粉煤灰30份、硅钙渣50份、电石渣15份、脱硫石膏1份、硫酸铵4份和水40份；其中硫酸铵粉末研磨并过60目筛网；
S2将S1中除水以外的原料混合均匀得到混料；
S3将S2的混料置于盘式造粒机中，造粒机在30度的倾角及20转/分钟的转速下工作，将S1中所述水以1份/分钟的流量喷洒至造粒机中，得到陶粒生球。陶粒生球过筛，得到不同粒径的陶粒生球。
S4将S3中的陶粒生球置于蒸汽养护装置中养护，养护装置中空气湿度为90％，养护温度程序为：在100摄氏度养护2h，然后在150摄氏度养护8h，最后自然降温至室温，即得固相发泡粉煤灰免烧陶粒，其孔隙率可达45％。
实施例2
本实施例中的固相发泡粉煤灰免烧陶粒的制备方法，它由下列步骤组成：
S1按重量份称取原料粉煤灰75份、硅钙渣15份、电石渣5份、脱硫石膏2份、硫酸铵3份和水50份；其中硫酸铵粉末研磨并过200目筛网。
S2将S1中除水以外的原料混合均匀得到混料；
S3将S2的混料置于盘式造粒机中，造粒机在40度的倾角及40转/分钟的转速下工作，将S1中所述水以3份/分钟的流量喷洒至造粒机中，得到陶粒生球；将所述陶粒生球过筛，得到不同粒径的陶粒生球；
S4将S3中的陶粒生球置于蒸汽养护装置中养护，养护装置中空气湿度为95％，养护温度程序为：在120摄氏度养护4h，然后在200摄氏度养护12h，最后自然降温至室温，即得固相发泡粉煤灰免烧陶粒，其孔隙率可达48％(如图1和图2所示)。
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种固相发泡粉煤灰硅钙渣免烧陶粒，其特征在于，由以下重量份的原料组成：粉煤灰30-75份、硅钙渣15-50份、电石渣5-15份、脱硫石膏1-2份、硫酸铵1-5份和水30-50份。
2.根据权利要求1所述的一种固相发泡粉煤灰硅钙渣免烧陶粒，其特征在于：由以下重量份的原料组成：粉煤灰30份、硅钙渣50份、电石渣15份、脱硫石膏1份、硫酸铵4份和水40份。
3.根据权利要求1所述的一种固相发泡粉煤灰硅钙渣免烧陶粒，其特征在于：由以下重量份的原料组成：粉煤灰75份、硅钙渣15份、电石渣5份、脱硫石膏2份、硫酸铵3份和水50份。
4.根据权利要求1所述的一种固相发泡粉煤灰硅钙渣免烧陶粒，其特征在于：所述硫酸铵为粉末状，其通过研磨并经过60-200目筛网筛选后得到。
5.根据权利要求1所述免烧陶粒的一种固相发泡粉煤灰免烧陶粒制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按重量份称取粉煤灰、硅钙渣、电石渣、脱硫石膏、硫酸铵和水；
S2、将S1中的粉煤灰、硅钙渣、电石渣、脱硫石膏和硫酸铵进行混合，得到混料；
S3、将S2得到的混料置于造粒机内，将S1中的水喷洒至造粒机中，得到陶粒生球；
S4、将S3得到的陶粒生球置于蒸汽养护装置中养护，养护后自然降温至室温，得到免烧陶粒。
6.根据权利要求5所述的一种固相发泡粉煤灰免烧陶粒制备方法，其特征在于：所述S1中：硫酸铵为粉末状，其通过研磨并经过60-200目筛网筛选后得到。
7.根据权利要求5所述的一种固相发泡粉煤灰免烧陶粒制备方法，其特征在于：所述S3中：造粒机在30-50度的倾角及20-50转/分钟的转速下工作，将S1中的水以1-5份/分钟的流量喷洒至造粒机中。
8.根据权利要求5或7所述的一种固相发泡粉煤灰免烧陶粒制备方法，其特征在于：所述造粒机采用盘式造粒机。
9.根据权利要求5所述的一种固相发泡粉煤灰免烧陶粒制备方法，其特征在于：所述S4中：养护装置中空气湿度大于90％，养护温度程序为：在100-120摄氏度养护2-4h，然后在150-200摄氏度养护8-12h。
10.根据权利要求5所述的一种固相发泡粉煤灰免烧陶粒制备方法，其特征在于：将S3得到的陶粒生过筛，得到不同粒径的陶粒生球；之后再将不同粒径的陶粒生球置于蒸汽养护装置中养护。
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