CN117466559B - 一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒及其制备方法 - Google Patents

一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117466559B
CN117466559B CN202311825594.5A CN202311825594A CN117466559B CN 117466559 B CN117466559 B CN 117466559B CN 202311825594 A CN202311825594 A CN 202311825594A CN 117466559 B CN117466559 B CN 117466559B
Authority
CN
China
Prior art keywords
baking
oil
parts
free
red mud
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202311825594.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117466559A (zh
Inventor
杨元意
雷证寰
陈虹先
李辉
刘汉军
魏思雨
石显芸
张君
李文彬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Petroleum University
Original Assignee
Southwest Petroleum University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Petroleum University filed Critical Southwest Petroleum University
Priority to CN202311825594.5A priority Critical patent/CN117466559B/zh
Publication of CN117466559A publication Critical patent/CN117466559A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117466559B publication Critical patent/CN117466559B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B12/00Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
    • C04B12/005Geopolymer cements, e.g. reaction products of aluminosilicates with alkali metal hydroxides or silicates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/10Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种油基岩屑‑高钛矿渣‑赤泥基轻质高强免烧陶粒及其制备方法,涉及土木工程材料领域,将油基岩屑热解残渣、水淬高钛矿渣、拜耳法赤泥、氮化硅混合研磨,得到免烧陶粒原材料混合粉末;将免烧陶粒原材料混合粉末、复合碱激发剂、高效发泡剂搅拌得到地质聚合物浆料;通过表面张力平衡法制备球形地聚物固化颗粒;将养护后的球形地聚物固化颗粒进行微波处理,得到轻质高强免烧陶粒。轻质高强免烧陶粒球具有完美圆球度、均一质量、粒径可调、成球效率高等优点。

Description

一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒及其制备 方法
技术领域
本发明涉及土木工程材料领域,具体涉及一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒及其制备方法。
背景技术
地质聚合物材料具有原料来源广泛、早强快硬、可塑性强、绿色环保等特点,并且其具有低能耗、低CO2排放等优点,能够解决目前传统轻质高强陶粒存在的高能耗,高碳排放问题。
申请号为202010190922.9的一种轻质固废免烧陶粒及其制备方法,包括钢渣粉、矿渣粉、硅酸盐水泥、碱激发剂、密度调节剂、水。通过圆盘造粒法进行免烧陶粒球体的制备,在温度为20~30℃,相对湿度为60-80%条件下养护7-14d后,成功制备出堆积密度为600-700kg/m3,1h吸水率为4.90-5.52%,筒压强度为14.16-16.51MPa的免烧陶粒。
申请号为202110581195.3的一种固废基免烧高强陶粒及其制备方法,主要由磷石膏、污泥焚烧灰、矿渣微粉、粉煤灰、水泥、保温板颗粒、碳酸氢铵组成。采用二次养护工艺,首先制备芯材,初次养护后使用壳材将芯材包裹,并进行表面改性,经过10-14d的养护后,制备出筒压强度为6-10MPa的免烧陶粒。
上述现有的利用工业固废制备免烧陶粒的专利中,均采用了水泥作为主要原材料,采用水泥间接的加大了制备成本、CO2排放和能源消耗,不利于长期使用。同时,还存在养护周期长、制备效率低的问题,这些问题均限制了免烧陶粒的规模化应用与发展。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒,将油基岩屑热解残渣、水淬高钛矿渣、拜尔法赤泥作为免烧陶粒的主材料,充分利用主材料各自的特点提高免烧陶粒的性能。
本发明的另一个目的在于提供一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒的制备方法,在油基岩屑热解残渣、水淬高钛矿渣、拜尔法赤泥作为免烧陶粒的主材料的基础上进一步优化制备方法,提高免烧陶粒的性能,简化成本。
第一个发明目的,包括以下重量份数的组分:油基岩屑热解残渣30-50份、水淬高钛矿渣45-60份、拜耳法赤泥10-20份、氮化硅1-5份、硅酸钠10-15份、碳酸钠0.5-1份、氢氧化钠1-4份、高效发泡剂8-15份和去离子水10-15份。其中,高效发泡剂包括以下重量份数的组分:羟丙基甲基纤维素0.5-1份、十二烷基苯磺酸钠3-6份、十二烷基硫酸钠4-8份。
其中,油基岩屑热解残渣、拜耳法赤泥用于制备轻质高强免烧陶粒的原材料,可加快免烧陶粒的地质聚合反应速度,增强轻质高强免烧陶粒性能;由于拜耳法赤泥自身具有强碱特性,能够进一步激发油基岩屑热解残渣活性,促进其地质聚合物反应的进行,从而增强对油基岩屑热解残渣中重金属的固化。
十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸在轻质高强陶粒的制备过程中不仅可以作为一种常温产气剂,同时其也作为清洁剂所使用,能够有效的吸附和降解轻质高强免烧陶粒中的有机污染物,实现工业固废无害化制备轻质高强免烧陶粒。
现有的利用工业固废制备免烧陶粒的技术中,均采用了水泥作为主要原材料,间接加大了制备成本、CO2排放和能源消耗;同时,还存在养护周期长、制备效率低的问题,这些问题均限制了免烧陶粒的规模化应用与发展。本发明充分利用油基岩屑热解残渣、水淬高钛矿渣、拜耳法赤泥各自的特点,将3种典型工业固废协同制备轻质高强免烧陶粒:水淬高钛矿渣不仅具有良好的火山灰活性,同时其还有较好的微波效应,在微波辐照下能加快免烧陶粒的聚合反应;油基岩屑热解残渣具有良好的火山灰活性,能够在碱激发作用下产生地质聚合反应,固化其内部重金属和增加轻质高强免烧陶粒性能;拜耳法赤泥由于其自身的高碱性,既能大大降低了免烧陶粒制备时碱激发剂的用量,同时也能进一步激发油基岩屑热解残渣的活性,促进其地质聚合反应的发生,增强对油基岩屑残渣内重金属离子的固化。
并且,本发明还提供一种应用于地聚物的高效发泡剂,在满足陶粒轻质要求的同时,也可作为一种工业固废的清洁剂,对工业固废中的污染物进行反应和分解。
本发明的另一个目的在于提供一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒的制备方法,采用表面张力平衡法对免烧陶粒进行造粒,实现免烧陶粒的快速、便捷、高效制备,在实现便捷调控粒径大小的效果的同时,成功获得了圆球99-100%的免烧陶粒,并且表面张力平衡法中的介质碱性磨削油能为免烧陶粒的固化提供碱性环境,有利于加快固化速度,提高其性能。
具体的,一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒的制备方法,包括以下步骤:
S1将油基岩屑热解残渣、水淬高钛矿渣、拜耳法赤泥、氮化硅混合研磨,得到免烧陶粒原材料混合粉末;步骤S1中,将油基岩屑热解残渣、水淬高钛矿渣、拜耳法赤泥、氮化硅干燥后在行星式球磨机中混合研磨1-3h;混合研磨后的混合粉末过筛100目得到免烧陶粒原材料混合粉末;
S2将硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠均匀混合,混合后用薄膜覆盖,室温静置24h后得到复合碱激发剂;
S3将免烧陶粒原材料混合粉末、复合碱激发剂、高效发泡剂移至高速搅拌机中,采用差速搅拌的方式进行5-10min的高速搅拌,搅拌结束后得到地质聚合物浆料;步骤S3中首先采用3000-4000rad/min的转数搅拌3-5min,然后采用1500-2500rad/min的转速搅拌4-6min;
S4 将地质聚合物浆料通过蠕动泵向冷凝管中匀速滴入浆料,通过表面张力平衡法制备球形地聚物固化颗粒;
S5将球形地聚物固化颗粒表面冲洗干净,擦拭后将球形地聚物固化颗粒放入养护箱中养护10-15h;养护箱的温度为18-22℃,湿度≥95%。
S6将养护后的球形地聚物固化颗粒转移至频率为2.45GHz的微波反应箱中,采用100-400W多功率进行微波处理,得到轻质高强免烧陶粒;步骤S6中,微波快速硬化处理具体包括:首先采用300-400W的功率对球形地聚物固化颗粒微波处理2-3min;然后采用140-200W的功率对球形地聚物固化颗粒微波处理5-10min,得到轻质高强免烧陶粒。
其中,高效发泡剂的制备方法包括以下步骤:
将羟丙基甲基纤维素、去离子水在磁力搅拌机上以30rad/min的转速搅拌2-3min,得到稳泡溶液;
将稳泡溶液、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠放入超声分散器中超声分散3-5min,得到高效发泡剂。
其中,利用表面张力平衡法作为免烧陶粒的成球工艺,能避免传统制粒机工艺复杂、耗能高、成球率低的缺点,可实现制备出的免烧陶粒具备99-100%圆球度,另外该方法成球效率高且生坯质量均匀保证了免烧陶粒产品性能稳定,同时该方法还可实现免烧陶粒粒径的便携调控以满足不同的运用场景;另一方面,本表面张力平衡法中所采用的介质为碱性磨削油,其自身碱性能够对免烧陶粒的聚合反应提供碱性环境,有助于加快其固化反应的速度,从而增强轻质高强免烧陶粒的性能。
采用多功率微波辐照的方式对免烧陶粒进行快速硬化,先采用300-400W的功率对免烧陶粒进行微波辐照2-3min,此时步骤S1中所加入的氮化硅会在吸收微波辐射后,在内部形成具有活性的自由基团,进而与油基岩屑热解残渣中的有机污染物反应,实现降解有机污染物的效果;最后采用140-200W的功率对免烧陶粒进行微波辐照处理5-10min,达到改善免烧陶粒内部地质聚合反应活性,避免水分过快挥发所造成的开裂,同时加快化学反应进程的效果;最终制备出轻质高强免烧陶粒的密度等级可达800,其筒压强度能达到11-13MPa,满足GB/T 17431.2-2010《轻集料及其试验方法 第1部分:轻集料》中对轻质高强陶粒的性能要求。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
本发明一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒及其制备方法,本发明使用油基岩屑热解残渣、水淬高钛矿渣、拜尔法赤泥作为免烧陶粒的主要原材,能够促进其地质聚合反应的发生,增强对油基岩屑残渣内重金属离子的固化;
利用油相和水相密度接近且互不相容的原理进行免烧陶粒成球;利用蠕动泵向悬浮介质碱性磨削油中缓慢滴入地质聚合物浆料液滴,液滴会在碱性磨削油中受到表面张力的作用,由水滴状变为球状,从而获得99-100%圆球度的免烧陶粒;同时通过调节滴入碱性磨削油时液滴的大小对免烧陶粒的粒径进行调节,实现免烧陶粒粒径大小的便捷调控;并且碱性磨削油可为轻质高强免烧陶粒的地质聚合反应提供碱性环境,加快其固化速度,从而提高轻质高强免烧陶粒性能;利用该方法制备轻质高强免烧陶粒球具有完美圆球度、均一质量、粒径可调、成球效率高等优点。
采用多功率微波辐照的方式对免烧陶粒进行高效硬化,在标准养护10-15h,微波辐照3-15min后,能够制备出圆球度99-100%,堆积密度700-800kg/m3,筒压强度11-13MPa的轻质高强免烧陶粒;并且多功率微波辐照的方式还能够促使氮化硅与油基岩屑热解残渣中的有机污染物反应,实现降解有机污染物的效果。
本发明的其原料中工业固废用量占比达到100%,固废利用率高,制备成本低,制备效率高,成功实现了工业固废的绿色、节能、安全、高效资源化处置。
本发明提出了一种轻质高强陶粒,其筒压强度11-13MPa,堆积密度700-800kg/m3,吸水率2-4%,圆球度99-100%,同时其重金属离子浸出值均满足GB 5985.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的要求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为实施例1中制备方法的流程示意图;
图2为智能恒温水浴锅与循环水浴锅之间的连接示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,按照常规方法和条件,或按照商品说明书选择。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
实施例1
本实例中包括以下重量份数的组分:油基岩屑热解残渣35份、水淬高钛矿渣45份、拜耳法赤泥10份、氮化硅2份、硅酸钠10份、碳酸钠0.5份、氢氧化钠3份、发泡剂0份和去离子水10份。
制备方法如图1所示,具体步骤如下:
S1将油基岩屑热解残渣、水淬高钛矿渣、拜耳法赤泥、氮化硅放入鼓风干燥箱(105±5℃)中干燥于恒重,并按油基岩屑热解残渣35份、水淬高钛矿渣45份、拜耳法赤泥10份、氮化硅2份称取烘干后的样品,放入行星式球磨机中混合研磨1-3h,其中,球磨罐中粉末介质为刚玉球磨珠,研磨粉料质量比为8:1,将研磨好的混合粉料过筛100目,即制得免烧陶粒原材料混合粉末。
S2将10份的硅酸钠、3份氢氧化钠、0.5份碳酸钠均匀混合,混合后用薄膜覆盖,室温静置24h后得到复合碱激发剂。
S3将免烧陶粒原材料混合粉末、复合碱激发剂和0份发泡剂移至高速搅拌机中,采用差速搅拌的方式进行5-10min的高速搅拌,搅拌结束后得到地质聚合物浆料。
S4向5L循环水浴锅中加入2.5-4.5L的自来水,同时向20L智能恒温水浴锅中加入10-15L的自来水,打开加热装置,待循环水浴锅中的水温上升至40-50℃,智能恒温水浴锅中的水温上升50-60℃时;将塑料水管与冷凝管相连接,将冷凝管插入锥形瓶口中,再将锥形瓶放入智能恒温水浴锅中,向冷凝管和锥形瓶中加入碱性磨削油,预加热20-40min;待碱性磨削油被充分加热到预热温度后,将S3中制备好的地质聚合物浆料通过蠕动泵向冷凝管中匀速滴入浆料,通过表面张力平衡法制备球形地聚物固化颗粒;其中智能恒温水浴锅与循环水浴锅之间的连接示意图如图2所示;
S5将球形地聚物固化颗粒表面的碱性磨削油冲洗干净,并用湿毛巾对球形地聚物固化颗粒表面进行擦拭,然后再将球形地聚物固化颗粒放入标准养护箱(温度20±2℃,湿度≥95%)的中养护10-15h;
S6将养护后的球形地聚物固化颗粒放入频率为2.45GHz的微波反应箱中,采用100-400W多功率进行微波处理,得到轻质高强免烧陶粒。
实施例2
在上述实施例的基础上,本实施例包括以下重量份数的组分:油基岩屑热解残渣35份、水淬高钛矿渣45份、拜耳法赤泥10份、氮化硅2份、硅酸钠10份、碳酸钠0.5份、氢氧化钠3份、发泡剂10份和去离子水10份。
具体步骤与实例1相同。
实施例3
在上述实施例的基础上,本实施例包括以下重量份数的组分:油基岩屑热解残渣35份、水淬高钛矿渣45份、拜耳法赤泥10份、氮化硅2份、硅酸钠10份、碳酸钠0.5份、氢氧化钠3份、发泡剂10份和去离子水10份。
具体步骤如下:
S1将油基岩屑热解残渣、水淬高钛矿渣、拜耳法赤泥、氮化硅放入鼓风干燥箱(105±5℃)中干燥于恒重,并按油基岩屑热解残渣35份、水淬高钛矿渣45份、拜耳法赤泥10份、氮化硅2份称取烘干后的样品,放入行星式球磨机中混合研磨1-3h,其中,球磨罐中粉末介质为刚玉球磨珠,研磨粉料质量比为8:1,将研磨好的混合粉料过筛100目,即制得免烧陶粒原材料混合粉末。
S2将10份的硅酸钠、3份氢氧化钠、0.5份碳酸钠均匀混合,混合后用薄膜覆盖,室温静置24h后得到复合碱激发剂。
S3将免烧陶粒原材料混合粉末、复合碱激发剂和10份发泡剂移至高速搅拌机中,采用差速搅拌的方式进行5-10min的高速搅拌,搅拌结束后得到地质聚合物浆料。
S4向5L循环水浴锅中加入2.5-4.5L的自来水,同时向20L智能恒温水浴锅中加入10~15L的自来水,打开加热装置,待循环水浴锅中的水温上升至40-50℃,智能恒温水浴锅中的水温上升50-60℃时;将塑料水管与冷凝管相连接,将冷凝管插入锥形瓶口中,再将锥形瓶放入智能恒温水浴锅中,向冷凝管和锥形瓶中加入碱性磨削油,预加热20-40min;待碱性磨削油被充分加热到预热温度后,将S3中制备好的地质聚合物浆料通过蠕动泵向冷凝管中匀速滴入浆料,通过表面张力平衡法制备球形地聚物固化颗粒;
S5将球形地聚物固化颗粒表面的硅油冲洗干净,并将免烧陶粒放入温度20℃、湿度97%的标准养护箱中养护14天,获得轻质高强免烧陶粒。
实施例4
在上述实施例的基础上,本实施例包括以下重量份数的组分:油基岩屑热解残渣35份、水淬高钛矿渣45份、拜耳法赤泥10份、氮化硅2份、硅酸钠10份、碳酸钠0.5份、氢氧化钠3份、高效发泡剂15份和去离子水10份。
具体步骤与实例1相同。
其中,高效发泡剂包括以下重量份数的组分:羟丙基甲基纤维素0.5-1份、十二烷基苯磺酸钠3-6份、十二烷基硫酸钠4-8份,高效发泡剂的制备方法包括:将羟丙基甲基纤维素、去离子水在磁力搅拌机上以30rad/min的转速搅拌2-3min,得到稳泡溶液;将稳泡溶液、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠放入超声分散器中超声分散3-5min,得到高效发泡剂。
实施例5
在上述实施例的基础上,本实施例包括以下重量份数的组分:油基岩屑热解残渣20份、水淬高钛矿渣30份、拜耳法赤泥15份、氮化硅2份、硅酸钠10份、碳酸钠0.5份、氢氧化钠3份、高效发泡剂15份和去离子水10份。
具体步骤与实施例1相同。
实验例1
参照GB/T17431.2-2010《轻集料及其试验方法第2部分:轻集料试验方法》,测出实施例1-5中的轻质高强陶粒的筒压强度、堆积密度和吸水率,结果如表1所示;
表1
实施例1中没有使用发泡剂,实施例2中使用常规的发泡剂,实施例3中使用常规的发泡剂,同时步骤S5中,将免烧陶粒放入温度20℃、湿度97%的标准养护箱中养护14天,获得轻质高强免烧陶粒。由表1可知,实施例1中得到的免烧陶粒性能最差,没有发泡剂会影响免烧陶粒的最终性能。实施例2使用常规的发泡剂,相比实施例1能够达到相对较好的性能要求,实施例3与实施例2相比,制备的工艺有所区别,实施例3中养护14天,获得轻质高强免烧陶粒,存在养护周期长、制备效率低的问题,同时,实施例3中的免烧陶粒的性能也差于实施例2中的免烧陶粒。由此可见,在本发明的制备工艺下,不仅能够缩短养护时间,还能够提高免烧陶粒的性能。
实施例4采用本发明提供的高效发泡剂和制备方法,实施例4制备的免烧陶粒的性能最优,与实施例2使用常规的发泡剂制备的免烧陶粒相比,使用本发明提供的高效发泡剂能够进一步的提高免烧陶粒的性能。
实施例5采用本发明的高效发泡剂,但是油基岩屑热解残渣、水淬高钛矿渣的组分在本发明保护的范围外,实施例5的免烧陶粒的性能优于实施例2制备的免烧陶粒的性能,但是与实施例4相比仍然较差。
由此可得,在本发明的组分、制备方法下能够提高免烧陶粒的性能,得到高强度的免烧陶粒,同时在本发明的高效发泡剂的基础上,还能进一步的优化免烧陶粒的性能,同时,本发明的制备方法不仅能够提高性能,还能缩短养护周期,提高制备效率。
因此,在本发明的组分、制备方法下,能够得到筒压强度11-13MPa,堆积密度700-800kg/m3,吸水率2-4%的轻质高强陶粒。
实验例2
将实施例1中的步骤S1中的混合粉末、实施例4和实施例5的免烧陶粒进行重金属浸出浓度测试,得到表2;
表2
由表2可知,实施例4和实施例5的重金属浓度均低于《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》的限制,满足GB/T 17431.1-2010《轻集料及其试验方法 第1部分:轻集料》要求的轻质陶粒。
以上所述仅为本发明的一些具体实施例而已,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 (8)

1.一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒的制备方法,其特征在于,包括油基岩屑热解残渣30-50份、水淬高钛矿渣45-60份、拜耳法赤泥10-20份、氮化硅1-5份、硅酸钠10-15份、碳酸钠0.5-1份、氢氧化钠1-4份、高效发泡剂8-15份和去离子水10-15份;高效发泡剂包括以下重量份数的组分:羟丙基甲基纤维素0.5-1份、十二烷基苯磺酸钠3-6份、十二烷基硫酸钠4-8份;
制备方法包括以下步骤:
S1将油基岩屑热解残渣、水淬高钛矿渣、拜耳法赤泥、氮化硅混合研磨,得到免烧陶粒原材料混合粉末;
S2将硅酸钠、氢氧化钠、碳酸钠均匀混合,混合后用薄膜覆盖,室温静置24h后得到复合碱激发剂;
S3将免烧陶粒原材料混合粉末、复合碱激发剂、高效发泡剂移至高速搅拌机中,采用差速搅拌的方式进行5-10min的高速搅拌,搅拌结束后得到地质聚合物浆料;
S4 将地质聚合物浆料通过蠕动泵向冷凝管中匀速滴入浆料,通过表面张力平衡法制备球形地聚物固化颗粒;
S5将球形地聚物固化颗粒表面冲洗干净,擦拭后将球形地聚物固化颗粒放入养护箱中养护10-15h;
S6将养护后的球形地聚物固化颗粒转移至频率为2.45GHz的微波反应箱中,采用100-400W多功率进行微波处理,得到轻质高强免烧陶粒;
高效发泡剂的制备方法包括以下步骤:
将羟丙基甲基纤维素、去离子水在磁力搅拌机上以30rad/min的转速搅拌2-3min,得到稳泡溶液;
将稳泡溶液、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠放入超声分散器中超声分散3-5min,得到高效发泡剂。
2.根据权利要求1所述的一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒的制备方法,其特征在于,步骤S3中首先采用3000-4000rad/min的转数搅拌3-5min,然后采用1500-2500rad/min的转速搅拌4-6min。
3.根据权利要求1所述的一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒的制备方法,其特征在于,步骤S6中,微波快速硬化处理具体包括:首先采用300-400W的功率对球形地聚物固化颗粒微波处理2-3min;然后采用140-200W的功率对球形地聚物固化颗粒微波处理5-10min,得到轻质高强免烧陶粒。
4.根据权利要求1所述的一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒的制备方法,其特征在于,步骤S1中,将油基岩屑热解残渣、水淬高钛矿渣、拜耳法赤泥、氮化硅在行星式球磨机中混合研磨1-3h。
5.根据权利要求4所述的一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒的制备方法,其特征在于,混合研磨后的混合粉末过筛100目得到免烧陶粒原材料混合粉末。
6.根据权利要求1所述的一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒的制备方法,其特征在于,步骤S4中,加热循环水浴锅、智能恒温水浴锅中的水到预设温度时,将塑料水管与冷凝管相连接,将冷凝管插入锥形瓶口中,再将锥形瓶放入智能恒温水浴锅中,向冷凝管和锥形瓶中加入碱性磨削油,预加热20-40min;待碱性磨削油被充分加热到预热温度后,将步骤S3中的地质聚合物浆料通过蠕动泵向冷凝管中匀速滴入浆料,利用表面张力平衡法获得球形地聚物固化颗粒。
7.根据权利要求1所述的一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒的制备方法,其特征在于,养护箱的温度为18-22℃,湿度≥95%。
8.根据权利要求1-7任意项所述的一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒的制备方法制备得到的免烧陶粒。
CN202311825594.5A 2023-12-28 2023-12-28 一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒及其制备方法 Active CN117466559B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311825594.5A CN117466559B (zh) 2023-12-28 2023-12-28 一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311825594.5A CN117466559B (zh) 2023-12-28 2023-12-28 一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117466559A CN117466559A (zh) 2024-01-30
CN117466559B true CN117466559B (zh) 2024-03-08

Family

ID=89624176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311825594.5A Active CN117466559B (zh) 2023-12-28 2023-12-28 一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117466559B (zh)

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101624267A (zh) * 2009-08-11 2010-01-13 山西鑫秀工矿废渣利用有限公司 一种拜耳法赤泥的低温陶瓷固化剂
CN103305197A (zh) * 2013-06-08 2013-09-18 西南石油大学 一种水泥浆增韧剂及在制备固井用柔性水泥浆中的应用
CN110862270A (zh) * 2018-08-27 2020-03-06 湖南中大再生资源与环保工程有限公司 一种轻质粉煤灰陶粒及其制备方法
CN110964335A (zh) * 2018-09-30 2020-04-07 北京化工大学 一种将油基钻屑处理残渣用于铺路沥青填料的方法
CN111253091A (zh) * 2020-02-20 2020-06-09 四川星明能源环保科技有限公司 一种高钛型高炉矿渣活性提升技术及微粉制备方法
CN111362607A (zh) * 2020-03-18 2020-07-03 北京市燕通建筑构件有限公司 一种轻质固废免烧陶粒及其制备方法
CN212264141U (zh) * 2020-05-29 2021-01-01 洲际海峡环保工程(成都)有限公司 一种新型油基岩屑资源化处理装置
CN112358270A (zh) * 2020-10-28 2021-02-12 山东大学 一种固废基滨海岩溶绿色充填材料及其制备方法、应用
CN113045263A (zh) * 2021-03-18 2021-06-29 西南石油大学 一种混杂纤维水泥基泡沫复合吸波材料及其制备方法
CN113060956A (zh) * 2021-05-17 2021-07-02 西南石油大学 一种地质聚合物微球及其制备方法
CN113135726A (zh) * 2021-04-13 2021-07-20 四川省星船城水泥股份有限公司 一种油基岩屑水泥浆及其制备方法
CN113200731A (zh) * 2021-05-27 2021-08-03 中国十七冶集团有限公司 一种固废基免烧高强陶粒及其制备方法
CN113264717A (zh) * 2021-06-11 2021-08-17 东北大学 大掺量固废基碱激发泡沫混凝土及其制备方法
CN113429193A (zh) * 2021-07-09 2021-09-24 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 一种新型蓄水环境功能材料及其制备方法
WO2022142137A1 (zh) * 2020-12-29 2022-07-07 山东大学 赤泥基胶凝材料、赤泥基轻骨料、赤泥基轻骨料混凝土及其制备方法
CN115925334A (zh) * 2022-11-22 2023-04-07 西南石油大学 一种高钛矿渣基泡沫地聚物电磁吸收材料及其制备方法
CN116444213A (zh) * 2023-04-19 2023-07-18 河南环航新材料科技有限公司 一种赤泥合成材料及其制备方法
CN116496029A (zh) * 2023-05-17 2023-07-28 陕西科技大学 利用钢渣和赤泥复配矿冶固废制备的免烧磁性陶粒及其制备方法和应用
CN117247282A (zh) * 2023-09-19 2023-12-19 西南石油大学 一种微波烧结油基岩屑残渣陶粒支撑剂及其制备方法
CN117263612A (zh) * 2023-09-22 2023-12-22 中国石油大学(北京) 一种用于制备免烧砖的组合物、免烧砖及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111217562A (zh) * 2020-02-28 2020-06-02 山东大学 赤泥基污水处理剂及其制备方法、赤泥基陶粒混凝土及其制备方法与应用

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101624267A (zh) * 2009-08-11 2010-01-13 山西鑫秀工矿废渣利用有限公司 一种拜耳法赤泥的低温陶瓷固化剂
CN103305197A (zh) * 2013-06-08 2013-09-18 西南石油大学 一种水泥浆增韧剂及在制备固井用柔性水泥浆中的应用
CN110862270A (zh) * 2018-08-27 2020-03-06 湖南中大再生资源与环保工程有限公司 一种轻质粉煤灰陶粒及其制备方法
CN110964335A (zh) * 2018-09-30 2020-04-07 北京化工大学 一种将油基钻屑处理残渣用于铺路沥青填料的方法
CN111253091A (zh) * 2020-02-20 2020-06-09 四川星明能源环保科技有限公司 一种高钛型高炉矿渣活性提升技术及微粉制备方法
CN111362607A (zh) * 2020-03-18 2020-07-03 北京市燕通建筑构件有限公司 一种轻质固废免烧陶粒及其制备方法
CN212264141U (zh) * 2020-05-29 2021-01-01 洲际海峡环保工程(成都)有限公司 一种新型油基岩屑资源化处理装置
CN112358270A (zh) * 2020-10-28 2021-02-12 山东大学 一种固废基滨海岩溶绿色充填材料及其制备方法、应用
WO2022142137A1 (zh) * 2020-12-29 2022-07-07 山东大学 赤泥基胶凝材料、赤泥基轻骨料、赤泥基轻骨料混凝土及其制备方法
CN113045263A (zh) * 2021-03-18 2021-06-29 西南石油大学 一种混杂纤维水泥基泡沫复合吸波材料及其制备方法
CN113135726A (zh) * 2021-04-13 2021-07-20 四川省星船城水泥股份有限公司 一种油基岩屑水泥浆及其制备方法
CN113060956A (zh) * 2021-05-17 2021-07-02 西南石油大学 一种地质聚合物微球及其制备方法
CN113200731A (zh) * 2021-05-27 2021-08-03 中国十七冶集团有限公司 一种固废基免烧高强陶粒及其制备方法
CN113264717A (zh) * 2021-06-11 2021-08-17 东北大学 大掺量固废基碱激发泡沫混凝土及其制备方法
CN113429193A (zh) * 2021-07-09 2021-09-24 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 一种新型蓄水环境功能材料及其制备方法
CN115925334A (zh) * 2022-11-22 2023-04-07 西南石油大学 一种高钛矿渣基泡沫地聚物电磁吸收材料及其制备方法
CN116444213A (zh) * 2023-04-19 2023-07-18 河南环航新材料科技有限公司 一种赤泥合成材料及其制备方法
CN116496029A (zh) * 2023-05-17 2023-07-28 陕西科技大学 利用钢渣和赤泥复配矿冶固废制备的免烧磁性陶粒及其制备方法和应用
CN117247282A (zh) * 2023-09-19 2023-12-19 西南石油大学 一种微波烧结油基岩屑残渣陶粒支撑剂及其制备方法
CN117263612A (zh) * 2023-09-22 2023-12-22 中国石油大学(北京) 一种用于制备免烧砖的组合物、免烧砖及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"悬浮固化法制备球形地质聚合物的研究及应用";唐青;《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》;20190115(第01期);B016-32 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117466559A (zh) 2024-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10894741B2 (en) Method for preparing ceramsite by using municipal sludge as raw material
CN109721266B (zh) 一种垃圾焚烧飞灰利废烧结陶粒及其制备方法
CN111302708B (zh) 一种大体量锂渣废弃物综合利用技术及其实现方法
CN108623278A (zh) 一种含钢渣和矿渣的免烧陶粒及其制备方法
CN109851265B (zh) 一种孔隙可调控污泥渣土基陶粒及其制备方法
CN113072313B (zh) 一种协同利用煤化工废渣、废水制备生态混凝土的方法
CN106630700B (zh) 一种以粉煤灰和废玻璃为原料的无机胶凝材料及其制备方法
CN107324745A (zh) 一种轻质墙体材料及其制备方法
CN110790541A (zh) 一种利用再生微粉制备人造骨料的方法
CN113149477A (zh) 一种全固废胶凝材料及其制备方法和应用
CN113121139A (zh) 一种含高掺量污泥的核壳轻集料及其制备方法
CN115893879B (zh) 一种固废基超细特种复合胶凝材料的制备方法及胶凝材料
CN111747696B (zh) 一种基于生活垃圾焚烧炉渣和赤泥的地聚合物混凝土及其制备方法
CN117466559B (zh) 一种油基岩屑-高钛矿渣-赤泥基轻质高强免烧陶粒及其制备方法
CN113149542B (zh) 一种免高温烧结制备高微生物负载性能陶粒的方法及用途
CN116396018B (zh) 一种利用商混站废浆废水一体化固碳制备纳微米晶核添加剂的方法
CN111825421A (zh) 一种基于保温材料的活性磷石膏微粉制备方法
CN116283089A (zh) 一种商混站固碳强化再生骨料的制备方法
CN110028337A (zh) 一种多级开孔泡沫陶瓷的制备方法
CN115572140A (zh) 一种硅尾泥高强蒸压加气混凝土及其制备方法
CN111689788B (zh) 一种碱泥基陶粒及其制备方法
CN114956629A (zh) 采用建筑垃圾再生微粉制备的轻质免烧人造骨料及其制备方法
CN110372269B (zh) 发泡-漂珠复合造孔的三维无机聚合物泡沫复合材料制备方法
CN113501673A (zh) 一种水泥基多孔状高强免烧轻骨料及其制备方法
CN112456836A (zh) 一种抹面砂浆用骨料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant