CN115504805A - 一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法，采用赤泥和含热值固废作为原料，混合后得到陶粒生球；赤泥的质量百分比为30‑60％，含热值固废的质量百分比为40‑70％，陶粒生球的热值大于200kcal/kg；在烧制温度为1100‑1200℃下对陶粒生球进行烧制，得到轻质陶粒；通过控制赤泥和含热值固废的质量百分比以及烧制温度的变化，控制得到的轻质陶粒的堆积密度在400‑800kg/m3。本发明以赤泥为主要原料，大比例掺入含热值固废，不仅起到提供烧成内热并降低烧结能耗作用，还起到降低陶粒密度并提升陶粒品质的效果。利用本发明制作得到的陶粒生球热值大于200kcal/kg，烧失量大，从而使得赤泥陶粒通过添加不同含热值固废，以及控制烧结温度，可以实现赤泥陶粒的物理性能和密度等级调控。
Description
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域，具体涉及一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法。
背景技术
对于赤泥陶粒的制备过程，如何降低其烧成能耗，以及调控其性能是关键。
中国专利申请ZL202110905653.4公开的一种渣土-拜耳法赤泥基陶粒及其制备方法，该方法中赤泥添加量较小，不超过30％。中国专利申请ZL202011086173.1公开了一种赤泥基高强度陶粒及其制备方法，其中赤泥虽然高掺量，但是需要添加天然材料，难以实现全固废协同利用。中国专利申请ZL201910178465.9公开了一种利用赤泥和粉煤灰制备多级孔陶粒的方法，虽然实现了全固废协同制备陶粒，但是需要进行湿法处理。中国专利申请ZL201911393363.5公开了一种工业固废利用内燃烧结工艺制备陶粒砂的方法，该方案中仅考虑了掺入煤矸石或碳颗粒热值降低烧结能耗，因此需要向烘干后的半成品陶粒中添加碳粒，没有考虑不同热值配料可以改变成品密度的特性，因此难以制备低密度陶粒。另外，免烧陶粒难以确保“碱金属”安全，而采用烧结法能耗高导致成本高。
因此开发一种高赤泥掺量、全固废、低密度高强度的赤泥基烧结陶粒制备及密度控制方法，具有重要的经济发展和环境保护作用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法，其特征在于，采用赤泥和含热值固废作为原料，混合后得到陶粒生球；赤泥的质量百分比为30-60％，含热值固废的质量百分比为40-70％，陶粒生球的热值大于200kcal/kg；在烧制温度为1100-1200℃下对陶粒生球进行烧制，得到轻质陶粒；
通过控制赤泥和含热值固废的质量百分比以及烧制温度的变化，控制得到的轻质陶粒的堆积密度在400-800kg/m3。
进一步地，所述赤泥为拜耳法赤泥，其Fe2O3质量含量为10-50％，其氧化钠质量含量为5-10％。
进一步地，含热值的固废的热值为500-2000kcal/kg，烧失量为20-60％，且烧失后的化学组成中氧化硅加上氧化铝的总质量百分含量大于50％。
进一步地，所述含热值固废包括煤矸石和市政污泥中的一种或两种。
更进一步地，所述含热值固废还包括生物质固废。
更进一步地，轻质陶粒的粒度在5-19mm之间。
本发明的有益效果在于：本发明以赤泥为主要原料，大比例掺入含热值固废，如煤矸石、市政污泥、生物质固废等，掺入的大比例含热值固废不仅起到提供烧成内热并降低烧结能耗作用，还起到降低陶粒密度并提升陶粒品质的效果。利用本发明制作得到的陶粒生球热值大于200kcal/kg，烧失量大，从而使得赤泥陶粒通过添加不同含热值固废，以及控制烧结温度，可以实现赤泥陶粒的物理性能和密度等级调控。
具体实施方式
以下将对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
实施例1：
本实施例提供一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法，以赤泥和市政污泥为原料，混合后得到陶粒生球。赤泥质量百分含量为30％，污泥质量百分含量为70％，其中赤泥的氧化铁含量为46.400％，氧化钠含量为5.060％。市政污泥的热值为1845kcal/kg，烧失后的氧化硅与氧化铝的质量百分比之和为65.079％。陶粒生球的热值为1291.5kcal/kg。在烧制温度1180℃下烧制得到轻质陶粒，轻质陶粒的堆积密度为735.35kg/m3，吸水率为0.188％，性能满足《GBT17431.1-2010-轻集料及其试验方法》要求。
实施例2
本实施例提供一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法，以赤泥和市政污泥为原料，混合后得到陶粒生球。赤泥质量百分含量为30％，市政污泥质量百分含量为70％，其中赤泥的氧化铁含量为46.400％，氧化钠含量为5.060％，污泥的热值为1845kcal/kg，烧失后的氧化硅与氧化铝的质量百分比之和为65.079％。陶粒生球的热值为1291.5kcal/kg。在烧制温度1200℃下烧制得到轻质陶粒，轻质陶粒的堆积密度为691.35kg/m3，吸水率为0.182％，性能满足《GBT17431.1-2010-轻集料及其试验方法》要求。
实施例3
本实施例提供一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法，以赤泥和煤矸石为主原料，并添加有垃圾焚烧灰，混合后得到陶粒生球。赤泥质量百分含量为40％，煤矸石质量百分含量为52％，垃圾焚烧灰质量百分含量为8％。其中赤泥的氧化铁含量为46.400％，氧化钠含量为5.060％，煤矸石的热值为586kcal/kg，烧失后的氧化硅与氧化铝的质量百分比之和为84.27％。陶粒生球的热值为304.72kcal/kg。在烧制温度1140℃烧制得到轻质陶粒，轻质陶粒的堆积密度为626kg/m3，吸水率为0.39％，性能满足《GBT17431.1-2010-轻集料及其试验方法》要求。
实施例4
本实施例提供一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法，以赤泥和煤矸石为主原料，并添加有垃圾焚烧灰，混合后得到陶粒生球。赤泥质量百分含量为40％，煤矸石质量百分含量为52％，垃圾焚烧灰质量百分含量为8％。赤泥的氧化铁含量为46.400％，氧化钠含量为5.060％。煤矸石的热值为586kcal/kg，烧失后的氧化硅与氧化铝的质量百分比之和为84.27％。陶粒生球的热值为304.72kcal/kg。在烧制温度1160℃下烧制得到轻质陶粒，轻质陶粒的堆积密度为626kg/m3，吸水率为0.39％，性能满足《GBT17431.1-2010-轻集料及其试验方法》要求。
实施例5
本实施例提供一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法，以赤泥和煤矸石为主原料，并添加有垃圾焚烧灰，混合后得到陶粒生球。赤泥质量百分含量为45％，煤矸石质量百分含量为47％，垃圾焚烧灰质量百分含量为8％。赤泥的氧化铁含量为46.400％，氧化钠含量为5.060％。煤矸石的热值为586kcal/kg，烧失后的氧化硅与氧化铝的质量百分比之和为84.27％。陶粒生球的热值为275.42kcal/kg。在烧制温度1160℃下烧制得到轻质陶粒，轻质陶粒的堆积密度为675kg/m3，吸水率为0.71％，性能满足《GBT17431.1-2010-轻集料及其试验方法》要求。
实施例6
本实施例提供一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法，以赤泥和煤矸石为主原料，并添加有垃圾焚烧灰，混合后得到陶粒生球。赤泥质量百分含量为45％，煤矸石质量百分含量为47％，垃圾焚烧灰质量百分含量为8％。赤泥的氧化铁含量为46.400％，氧化钠含量为5.060％。煤矸石的热值为586kcal/kg，烧失后的氧化硅与氧化铝的质量百分比之和为84.27％。陶粒生球的热值为275.42kcal/kg。在烧制温度1180℃下烧制得到轻质陶粒，轻质陶粒的堆积密度为532kg/m3，吸水率为1.22％，性能满足《GBT17431.1-2010-轻集料及其试验方法》要求。
实施例7
本实施例提供一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法，以赤泥和煤矸石为主原料，并添加有垃圾焚烧灰，混合后得到陶粒生球。赤泥质量百分含量为50％，煤矸石质量百分含量为45％，垃圾焚烧灰质量百分含量为5％。赤泥的氧化铁含量为46.400％，氧化钠含量为5.060％。煤矸石的热值为586kcal/kg，烧失后的氧化硅与氧化铝的质量百分比之和为84.27％。陶粒生球的热值为263.7kcal/kg。在烧制温度1200℃下烧制得到轻质陶粒，轻质陶粒的堆积密度为760kg/m3，吸水率为0.72％，性能满足《GBT17431.1-2010-轻集料及其试验方法》要求。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种生球含热值的低密度全固废赤泥陶粒制备方法，其特征在于，采用赤泥和含热值固废作为原料，混合后得到陶粒生球；赤泥的质量百分比为30-60％，含热值固废的质量百分比为40-70％，陶粒生球的热值大于200kcal/kg；在烧制温度为1100-1200℃下对陶粒生球进行烧制，得到轻质陶粒；
通过控制赤泥和含热值固废的质量百分比以及烧制温度的变化，控制得到的轻质陶粒的堆积密度在400-800kg/m3。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述赤泥为拜耳法赤泥，其Fe2O3质量含量为10-50％，其氧化钠质量含量为5-10％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，含热值固废的热值为500-2000kcal/kg，烧失量为20-60％，且烧失后的化学组成中氧化硅加上氧化铝的总质量百分含量大于50％。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述含热值固废包括煤矸石和市政污泥中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述含热值固废还包括生物质固废。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，轻质陶粒的粒度在5-19mm之间。
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