JP7038708B2 - 軽量高強度セラミック粒子及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、環境に優しい建築物または建材、固体廃棄物処理および資源利用の技術分野に関し、特に軽量高強度のセラミック粒子(ceramsite;陶粒)およびその製造方法に関する。
1.フライアッシュは石炭火力発電所から発生する固体廃棄物である。中国では、毎年約6億トンのフライアッシュが生産されており、総合的な利用率は約70%である。そのため、毎年大量のフライアッシュが蓄積されている。このようなフライアッシュを処理しないと、粉塵が直接大気を汚染し、人間の呼吸器系に脅威を与えることになる。また、フライアッシュが水系に放出されると、そこに含まれる有毒な化学物質が生活用水を汚染し、さらに人間の健康を脅かる。したがって、有用資源としてのフライアッシュの利用は、国および地方自治体によって強くサポートされている。
2. セラミック粒子は低密度、高円筒圧縮強度、高い軟化係数、優れた耐凍害性、および優れた耐アルカリ骨材反応性などの優れた特性を有する人工軽量骨材であり、軽量、腐食、霜または振動に対する耐性、良好な絶縁性などの複数の機能を備える。これらの優れた特性を用いるために、砂岩の代わりに軽量高強度コンクリートを製造するため、または軽量壁板、セラミック製自己断熱ブロック、下水処理濾材、植付用マトリックスなどを広範囲の用途分野で製造するための建築材料用基礎原料として、セラミック粒子を用いることが可能である。
3. 伝統的なセラミック粒子は、ほとんどの場合、主原料として粘土または頁岩を用いた焼結によって製造される。これは必然的に大量のミネラル(粘土など)を消費するため、森林植生や耕作地の保護には不利であり、それによって持続可能な開発の原則を遵守することができない。それ故に、セラミック原料を製造するための原料としての廃棄物原料を探すことは、現在の研究において話題となっている。
4. フライアッシュはSiO、Al、FeおよびCaOに富んでおり、これらは粘土の化学成分に似ている。従って、それは焼結してセラミック粒子を製造することができる。フライアッシュがセラミック粒子を製造するための原料として使用される場合、その固体廃棄物は十分に利用されそして価値のある物質に変換され得る。
「軽量高強度セラミック粒子およびその製造方法」という名称の中国特許第201510273757.2号は、カオリン尾鉱、石炭脈石およびフライアッシュを原料として用いる軽量高強度セラミック粒子の製造を開示しており、ここで、フライアッシュが20~40部の量で使用され、円筒圧縮強度が10MPa以上であり、嵩密度は800~900g/cmである。それにもかかわらず、このプロセスで使用されるフライアッシュの量は少ないであった。
「スラッジおよびフライアッシュから製造された高強度セラミック粒子およびその製造方法」という名称の中国特許第201410507652.4号は、スラッジおよびフライアッシュを主原料として用いる高強度セラミック粒子の製造を開示しており、ここで、フライアッシュは30~55部の量で使用され、円筒圧縮強度は3~6.3MPaであり、そして嵩密度は500-650のkg/mである。それにもかかわらず、この方法で使用されるフライアッシュの量が少なく、円筒圧縮強度が低い。
「軽量、高強度、フライアッシュベースのセラミック粒子配合物」という名称の中国特許第200610086665.4号は、フライアッシュ、結合剤および混合物からの軽量、高強度のフライアッシュベースのセラミック粒子の製造を開示しており、ここで、フライアッシュが55-70%の量で使用され、円筒圧縮強度が7.3MPaまでであり得る。この方法が大量のフライアッシュを含むが、円筒圧縮強度が低い。
「生物学的セラミック粒子およびその製造方法」という名称の中国特許第201510320491.2号は、フライアッシュ、可塑剤、スラグ、孔形成剤および液体活性剤からの生物学的セラミック粒子の製造を開示しており、ここで、85%-95%のフライアッシュが用いられ、円筒圧縮強度が9~14MPaである。この方法は大量のフライアッシュを含むが、円筒圧縮強度は低い。液体活性剤はアルカリ性が高いため、装置および人間の健康の両方に悪影響を及ぼす。
現在、高強度セラミック粒子について次の課題が存在する。
1、低円筒圧縮強度;
2、少量のフライアッシュ;
3、危険な液体活性剤。
中国特許第201510273757.2号 中国特許第201410507652.4号 中国特許第200610086665.4号 中国特許第201510320491.2号
本発明の目的は、高円筒圧縮強度および高いフライアッシュ量を有する軽量の高強度セラミック粒子およびその製造方法を提供することである。
この目的を達成するために、本発明は以下の技術的解決策を提供する。原料として固体原料と活性剤とからなる軽量高強度セラミック粒子であって、固体原料が100部で、活性剤が1~15部である。固体原料は、フライアッシュを100部、高アルミナフライアッシュ、ボーキサイトおよび赤泥を6~18部、シリカフュームを1~5部、界面活性剤を0.1~3部、可塑剤を6~24部含む。活性剤は、アルカリ金属水酸化物を5~20部、60~95質量%のアルカリ金属ケイ酸塩溶液を80~95部含む。
フライアッシュは、2~10%の強熱減量と、30%~70%のSiOと、10%~50%のAlと、1%~15%のCaOと、1%~18%のFeと、0.01%~8%のMgOと、0.01%~3%のTiOと、を含む。
可塑剤は、広東白色粘土、広東黒色粘土、カオリン、ベントナイト、PVA、およびセルロースからなる群から選択される1種以上である。
高アルミナフライアッシュおよびボーキサイトは、37%以上のアルミナ含有量を有し、赤泥と高アルミナフライアッシュおよびボーキサイトとの質量比が1:2~1:5である。
固体原料は、0.01~5部の鉄鉱石尾鉱、0.01~5部の方解石をさらに含む。
アルカリ金属水酸化物は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウムからなる群から選ばれる1種以上である。
アルカリ金属ケイ酸塩溶液中のアルカリ金属ケイ酸塩は、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムおよびケイ酸リチウムからなる群から選択される1種以上である。
界面活性剤は、リグノスルホン酸ナトリウム、Light Polymers Inc.から入手可能なCT017、またはそれらの混合物である。
界面活性剤は、リグノスルホン酸ナトリウムとLight Polymers Inc.から入手可能なCT017の混合物であり、リグノスルホン酸ナトリウムとLight Polymers Inc.から入手可能なCT017との質量部の比が2:1~5:1である。
軽量高強度セラミック粒子の製造方法は、
a 固体原料を秤量して混合し、固体活性剤を調製するステップ:アルカリ金属ケイ酸塩溶液にアルカリ金属水酸化物を溶解し、室温に冷却した後、少量の白色沈殿物が観察されるまで撹拌を続け、得られた溶液をきれいな容器に注ぎ入れ、白色結晶が室温で1~20分間で凝集体に形成され、凝集体を粉砕して固体活性剤を形成するステップ;
b 混合ステップ:前記固体原料と前記固体活性化剤を十分に混合して混合原料を形成するステップ;
c ペレット化ステップ:混合原料をペレット化して粒子にするステップ;
d 硬化ステップ:前記粒子を温度70~100℃および湿度70~90%の条件下に1~2時間維持して硬化させるステップ;
e 乾燥ステップ:硬化した粒子を100~300℃の温度で乾燥するステップ;
f 焼結ステップ:乾燥した粒子を所定の焼結処理により60~90分間焼結するステップ;
g 最終製品を形成するステップ:前記焼結した粒子を室温に冷却して軽量高強度セラミック粒子を得るステップ;
を含む。
焼結ステップは、20~40℃/分の速度で100~300℃から500~700℃に昇温する具体的工程と、その後、5~25℃/分の速度で1050~1350℃にさらに昇温する具体的工程と、を含む。
本発明は以下の利点を有する。
1、ボールミルにかけることなく原料を直接混合しペレット化することができるため、エネルギー消費を最小限に抑え、処理工程を省くことができる。
2、粒子が最初に硬化され、次に焼結されるため、焼結処理は粉塵を生じず、最小の汚染をもたらす。
3、製品は軽量で高強度で、密度レベルは700~1100kg/m、円筒圧縮強度は10~20MPaで、損傷を受けにくい。当該製品は、高性能コンクリートを製造するための軽量骨材として、または建築用壁板、橋、パイプおよび他の用途における使用に適した耐力構造として用いることができる。
4、原料の強度を増大させるために、多量のアルミナおよびボーキサイトを含む高アルミナフライアッシュが本発明の固体原料に添加されている。
5、本発明の固体原料には、固体原料と固体活性剤との混合効果を向上させるために界面活性剤がさらに添加されている。したがって、得られたセラミック粒子はより均質な特性およびより安定した品質を有する。
6、本発明で使用される固体活性剤は液体活性剤より取扱いが容易である。液体活性剤は強アルカリ性であるので、それは装置を容易に腐食しそして人間の健康に有害である。
本発明をより詳細に説明するために、以下の製造例を挙げる。ただし、本発明の範囲はこれらに限定されない。
実施例1
固体原料の秤量:850gのフライアッシュ、20gの広東省白色粘土、100gの高アルミナフライアッシュ、30gのシリカフューム、8gのリグノスルホン酸ナトリウムを秤量し、これらの固体原料を混合した。
活性剤の調製:5gの水酸化ナトリウムおよび40gの80%ナトリウム水ガラス溶液を秤量した。水酸化ナトリウムをナトリウム水ガラス溶液に加えて撹拌しながら溶解させた。室温に冷却した後、少量の白色沈殿物が観察されるまで撹拌を続けた。得られた溶液を清浄な容器に注ぎ入れた。白色結晶が室温で1~20分間で凝集体に形成され、当該凝集体を粉砕して固体活性剤を形成した。
混合:固体原料と固体活性剤を十分に混合して混合原料を形成した。
ペレット化:混合された原料をペレット化して粒子にした。
硬化:粒子を室温~100℃、湿度70~90%の条件下で1~2時間保持して硬化させた。
乾燥:硬化した粒子を120℃の温度で乾燥した。
焼結:乾燥した粒子を1250℃の温度で焼結した。具体的には、25℃/分の速度で120℃から600℃まで昇温させた後、さらに15℃/分の速度で1250℃まで昇温させる工程により焼結処理を行った。
最終製品の形成:焼結した粒子を室温に冷却して、実施例1の最終製品としてのセラミック粒子を得た。
実施例2
固体原料の秤量:880gのフライアッシュ、40gのボーキサイト、10gのリグノスルホン酸ナトリウム、および70gのベントナイトを秤量し、これらの固体原料を混合した。
固体活性剤の調製:水酸化カリウム15g、90%のカリウム水ガラス溶液87gを秤量し、水酸化カリウムをカリウム水ガラス溶液に加えて撹拌しながら溶解させた。室温に冷却した後、少量の白色沈殿物が観察されるまで撹拌を続けた。得られた溶液を清浄な容器に注ぎ入れた。白色結晶が室温で1~20分間で凝集体に形成され、当該凝集体を粉砕して固体活性剤を形成した。
混合:固体原料と固体活性剤を十分に混合して混合原料を形成した。
ペレット化:混合原料をペレット化して粒子にした。
硬化:粒子を室温~80℃および湿度70~90%の条件下で1~2時間維持して硬化させた。
乾燥:硬化した粒子を100℃の温度で2時間乾燥した。
焼結:乾燥した粒子を1300℃の温度で焼結した。具体的には、30℃/分の速度で100℃から700℃まで昇温した後、さらに10℃/分の速度で1300℃まで昇温する工程によって焼結処理を行った。
最終製品の形成:焼結粒子を室温に冷却して、実施例2の最終製品としてのセラミック粒子を得た。
実施例3
固体原料の秤量:860gのフライアッシュ、40gのシリカフューム、50gのボーキサイト、20gのセルロース、および10gのライトポリマー社から入手可能なCT017を秤量し、これらの固体原料を混合した。
固体活性剤の調製:12gの水酸化リチウムおよび80gの92%リチウム水ガラス溶液を秤量した。リチウム水ガラス溶液に水酸化リチウムを加えて攪拌しながら溶解させた。室温に冷却した後、少量の白色沈殿物が観察されるまで撹拌を続けた。得られた溶液を清浄な容器に注ぎ入れた。白色結晶が室温で1~20分間かけて凝集体に形成され、当該凝集体を粉砕して固体活性剤を形成した。
混合:固体原料と固体活性剤を十分に混合して混合原料を形成した。
ペレット化:混合原料をペレット化して粒子にした。
硬化:粒子を硬化させるために1~2時間一定の温度および湿度条件下に維持した。
温度:室温~80℃。
湿度:70~90%。
乾燥:硬化粒子を140℃の温度で2時間乾燥した。
焼結:乾燥粒子を1200℃の温度で焼結した。具体的には、40℃/分の速度で140℃から700℃まで昇温した後、さらに10℃/分の速度で1200℃まで昇温する工程によって焼結処理を行った。
最終製品の形成:焼結粒子を室温に冷却して、実施例3の最終製品としてのセラミック粒子を得た。
実施例4
固体原料の秤量:800gのフライアッシュ、30gの広東白色粘土、80gのベントナイト、10gのリグノスルホン酸ナトリウム、および50gの高アルミナフライアッシュを秤量した。これらの固体原料を混合した。
活性剤の調製:20gの水酸化ナトリウムおよび100gの75%ナトリウム水ガラス溶液を秤量した。水酸化ナトリウムをナトリウム水ガラス溶液に加えて撹拌しながら溶解させた。室温に冷却した後、少量の白色沈殿物が観察されるまで撹拌を続けた。得られた溶液を清浄な容器に注ぎ入れた。白色結晶が室温で1~20分間で凝集体に形成され、当該凝集体を粉砕して固体活性剤を形成した。
混合:固体原料と固体活性剤を十分に混合して混合原料を形成した。
ペレット化:混合原料をペレット化して粒子にした。
硬化:粒子を硬化させるために1~2時間一定の温度および湿度条件下に維持した。
温度:室温~90℃。
湿度:70~90%。
乾燥:硬化した粒子を130℃の温度で2時間乾燥した。
焼結:乾燥した粒子を1250℃の温度で焼結し、30℃/分の速度で130℃から700℃まで昇温する工程によって焼結処理を実施した。10℃/分の速度で1250℃までさらに温度を上げる。
最終製品の形成:焼結粒子を室温に冷却して、実施例4の最終製品としてのセラミック粒子を得た。
実施例5
固体原料の秤量:750gのフライアッシュ、100gの赤泥、10gのシリカフューム、および50gの方解石を秤量し、これらの固体原料を混合した。
活性剤の調製:15gの水酸化ナトリウムと80.5gの85%ナトリウム水ガラス溶液を秤量し、水酸化ナトリウムをナトリウム水ガラス溶液に加えて撹拌しながら溶解させた。室温に冷却した後、少量の白色沈殿物が観察されるまで撹拌を続けた。得られた溶液を清浄な容器に注ぎ入れた。白色結晶が室温で1~20分間かけて凝集体に形成され、当該凝集体を粉砕して固体活性剤を形成した。
混合:固体原料と固体活性剤を十分に混合して混合原料を形成した。
ペレット化:混合原料をペレット化して粒子にした。
硬化:粒子を硬化させるために1~2時間一定の温度および湿度条件下に維持した。
温度:室温~70℃。
湿度:70~90%。
乾燥:硬化した粒子を150℃の温度で2時間乾燥した。
焼結:乾燥した粒子を1050℃の温度で焼結し、20℃/分の速度で150℃から700℃まで昇温する工程によって焼結処理を実施した。さらに10℃/分の速度で1050℃まで昇温する。
最終製品の形成:焼結粒子を室温に冷却して、実施例5の最終製品としてのセラミック粒子を得た。
比較例1
固体原料の秤量:850gのフライアッシュ、20gの広東省白色粘土、および30gのシリカフュームを秤量した。これらの固体原料を混合した。
液体活性剤の調製:5gの水酸化ナトリウム、40gのナトリウム水ガラス、および5gの水を秤量した。水酸化ナトリウムをナトリウム水ガラスに加えて溶解させた。得られた溶液に水を加えて均一になるまで撹拌した後、室温まで冷却して液体活性剤を得た。
混合:固体原料と液体活性剤を十分に混合して混合原料を形成した。
ペレット化:混合原料をペレット化して粒子にした。
硬化:粒子を硬化させるために1~2時間一定の温度および湿度条件下に維持した。
温度:室温~100℃。
湿度:70~90%。
乾燥:硬化した粒子を120℃の温度で乾燥した。
焼結:乾燥した粒子を温度プログラムしそして1250℃に上昇させ、次に60分間焼結した。
最終製品の形成:焼結した粒子を室温に冷却して、比較例1の最終製品としてのセラミック粒子を得た。
比較例2
固体原料の秤量:880gのフライアッシュおよび70gのベントナイトを秤量し、これらの固体原料を混合した。
液体活性剤の調製:15gの水酸化カリウム、87gのカリウム水ガラスおよび8gの水を秤量した。水酸化カリウムをナトリウム水ガラスに加えて溶解させた。得られた溶液に水を加えて均一になるまで撹拌した後、室温まで冷却して液体活性剤を得た。
混合:固体原料と液体活性剤を十分に混合して混合原料を形成した。
ペレット化:混合原料をペレット化して粒子にした。
硬化:粒子を硬化させるために1~2時間一定の温度および湿度条件下に維持した。
温度:室温~80℃。
湿度:70~90%。
乾燥:硬化した粒子を100℃の温度で2時間乾燥した。
焼結:乾燥した粒子を1300℃の温度で60分間焼結した。
最終製品の形成:焼結粒子を室温に冷却して、比較例2の最終製品としてのセラミック粒子を得た。
比較例3
固体原料の秤量:800gのフライアッシュ、30gの広東省白色粘土、80gのベントナイト、10gのリグノスルホン酸ナトリウム、および50gの高アルミナフライアッシュを秤量し、これらの固体原料を混合した。得られた混合物に8gの水を加え、均一になるまで攪拌した。
ペレット化:水を添加した固体原料をペレット化して粒子にした。
硬化:粒子を硬化させるために1~2時間一定の温度および湿度条件下に維持した。
温度:室温~90℃。
湿度:70~90%。
乾燥:硬化した粒子を130℃の温度で2時間乾燥した。
焼結:乾燥した粒子を1250℃の温度で80分間焼結した。
最終製品の形成:焼結粒子を室温に冷却して、比較例3の最終製品としてのセラミック粒子を得た。
比較例4
固体物の秤量:750gのフライアッシュ、100gの赤泥、10gのシリカフューム、50gの方解石を秤量し、これらの固体原料を混合した。得られた混合物に水を加えて均一になるまで攪拌した。
ペレット化:12gの水を加えた固体原料をペレット化して粒子にした。
硬化:粒子を硬化させるために1~2時間一定の温度および湿度条件下に維持した。
温度:室温~70℃。
湿度:70~90%。
乾燥:硬化した粒子を150℃の温度で2時間乾燥した。
焼結:乾燥した粒子を1050℃の温度で90分間焼結した。
最終製品の形成:焼結した粒子を室温に冷却して、比較例4の最終製品としてのセラミック粒子を得た。
実施例1~5および比較例1~4で得られた最終製品としてのセラミック粒子について試験を行い、その結果を以下に示した。
Figure 0007038708000001
上記のデータは、例の嵩密度が近い場合、固体活性剤を用いる本発明の実施例1~5は、液体活性剤を用いる実施例1~2と比べ、円筒圧縮強度および吸水性において、同等またはより優れた特性を有すること;また、本発明の実施例1~5は、活性剤を使用しない比較例3~4より著しく優れた特性を有することを示す。
上記記載は単に本発明の好ましい実施形態を示す。本発明の保護範囲はそれに限定されない。本発明によって開示された技術的範囲において任意の修正または置換は、当業者によって容易に想到され得るものであり、本発明の保護範囲によって含まれるべきである。したがって、本発明の保護範囲は特許請求の範囲の保護範囲によって判断されるべきである。

Claims (10)

  1. 固体原料および固体活性剤を原料として含み、前記固体原料および前記固体活性剤はそれぞれ質量部で表すことができ、前記固体原料が100部で、前記固体活性剤が1~15部である、軽量高強度セラミック粒子であって、
    前記固体原料が、フライアッシュを100部、高アルミナフライアッシュ、ボーキサイトおよび赤泥を6~18部、シリカフュームを1~5部、界面活性剤を0.1~3部、可塑剤を6~24部含み、
    前記固体活性剤が、アルカリ金属水酸化物5~20部を60~95質量%のアルカリ金属ケイ酸塩溶液80~95部に溶解し、室温に冷却した後、結晶が凝集体に形成され、凝集体を粉砕して形成される、
    軽量高強度セラミック粒子。
  2. 前記フライアッシュは、以下の成分:
    強熱減量2~10%と、SiO30%~70%と、Al10%~50%と、CaO1%~15%と、Fe1%~18%と、MgO0.01%~8%と、TiO0.01%~3%と、を含む、請求項1に記載の軽量高強度セラミック粒子。
  3. 前記可塑剤が、広東白色粘土、広東黒色粘土、カオリン、ベントナイト、PVA、およびセルロースからなる群から選択される1種以上である、請求項1に記載の軽量高強度セラミック粒子。
  4. 前記高アルミナフライアッシュおよび前記ボーキサイトが37%以上のアルミナ含有量を有し、前記赤泥と前記高アルミナフライアッシュおよび前記ボーキサイトとの質量部の比が1:2~1:5である、請求項1に記載の軽量高強度セラミック粒子。
  5. 前記固体原料が、鉄鉱石尾鉱を0.01~5部、方解石を0.01~5部さらに含む、請求項1に記載の軽量高強度セラミック粒子。
  6. 前記アルカリ金属水酸化物が水酸化ナトリウム、水酸化カリウムおよび水酸化リチウムからなる群から選ばれる1種以上であり、
    前記アルカリ金属ケイ酸塩溶液中の前記アルカリ金属ケイ酸塩がケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウムおよびケイ酸リチウムからなる群から選択される1種以上である、請求項1に記載の軽量高強度セラミック粒子。
  7. 前記界面活性剤がリグノスルホン酸ナトリウム、Light Polymers Inc.から入手可能なCT017、またはそれらの混合物である、請求項1に記載の軽量高強度セラミック粒子。
  8. 前記界面活性剤がリグノスルホン酸ナトリウムとLight Polymers Inc.から入手可能なCT017の混合物であり、リグノスルホン酸ナトリウムとLight Polymers Inc.から入手可能なCT017との質量部の比が2:1~5:1である、請求項7に記載の軽量高強度セラミック粒子。
  9. a 前記固体原料を秤量して混合し、固体活性剤を調製するステップ:アルカリ金属ケイ酸塩溶液にアルカリ金属水酸化物を溶解し、室温に冷却した後、少量の白色沈殿物が観察されるまで撹拌を続け、得られた溶液をきれいな容器に注ぎ入れ、白色結晶が室温で1~20分間で凝集体に形成され、前記凝集体を粉砕して固体活性剤を形成するステップ;
    b 混合ステップ:前記固体原料と前記固体活性剤を十分に混合して混合原料を形成するステップ;
    c ペレット化ステップ:前記混合原料をペレット化して粒子にするステップ;
    d 硬化ステップ:前記粒子を温度70~100℃および湿度70~90%の条件下に1~2時間維持して硬化させるステップ;
    e 乾燥ステップ:前記硬化した粒子を100~300℃の温度で乾燥するステップ;
    f 焼結ステップ:前記乾燥した粒子を所定の焼結処理により60~90分間焼結するステップ;
    g 最終製品を形成するステップ:前記焼結した粒子を室温に冷却して請求項1~8のいずれか一項に記載の軽量高強度セラミック粒子を得るステップ;
    を含む、軽量高強度セラミック粒子の製造方法。
  10. 前記焼結ステップが、20~40℃/分の速度で100~300℃から500~700℃に昇温する具体的工程と、その後、5~25℃/分の速度で1050~1350℃にさらに昇温する具体的工程と、を含む、請求項9に記載の軽量高強度セラミック粒子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107216126B (zh) * 2017-04-19 2020-08-14 青岛易生态环保科技有限公司 以城市污泥为原料的陶粒的制备方法
CN107484647A (zh) * 2017-09-04 2017-12-19 广东清大同科环保技术有限公司 一种种植砂及其制备方法
CN107963902A (zh) * 2017-12-04 2018-04-27 昆明理工大学 一种高吸水性陶粒的制备方法
CN108395165B (zh) * 2018-05-17 2021-01-19 浙江省通用砂浆研究院 一种装配式建筑用层状复合砂浆板及其制备方法
CN108821621B (zh) * 2018-05-23 2021-02-09 长安大学 一种轻质高强陶粒及制备方法
RU2765095C1 (ru) * 2018-08-04 2022-01-25 Мохаммад Кхан Аббас Способ получения синтетического легкого керамического песка и его применение
CN109279901B (zh) * 2018-08-29 2020-04-10 长安大学 一种轻质陶粒及制备方法
CN110872178A (zh) * 2018-08-30 2020-03-10 广东清大同科环保技术有限公司 一种高性能人工轻骨料及其制备方法
CN110871258A (zh) * 2018-08-30 2020-03-10 广东清大同科环保技术有限公司 一种铸造用人工砂及其制备方法
CN109369149A (zh) * 2018-11-21 2019-02-22 浙江大东吴集团建设有限公司 采用泥类废弃物的陶粒原料混合配套设备组
CN110723975B (zh) * 2019-10-16 2020-12-18 天津理工大学 一种危险废弃物焚烧残余物和固体废弃物协同处置方法、陶粒及其应用
CN110922202B (zh) * 2019-12-10 2022-06-03 福建省明能新型建材有限公司 一种再生陶粒的制备方法、再生陶粒及其应用
CN110963754A (zh) * 2020-01-10 2020-04-07 福建省兴岩建筑科技有限公司 一种轻骨料混凝土复合材料
CN111533450A (zh) * 2020-05-07 2020-08-14 江西鼎盛新材料科技有限公司 利用锂云母尾矿生产的微晶泡沫板及其制备方法
CN111689788B (zh) * 2020-06-29 2023-06-27 青岛海湾科技产业研究院有限公司 一种碱泥基陶粒及其制备方法
CN111635249A (zh) * 2020-06-29 2020-09-08 青岛海湾科技产业研究院有限公司 一种轻质高强度陶粒及其制备方法
CN111763071B (zh) * 2020-06-30 2022-12-23 巢湖学院 一种轻质高强铸造废砂和废灰陶粒及其制备方法
CN111943542B (zh) * 2020-08-05 2022-04-01 辽宁科技大学 一种利用生物材料制备铝钛渣轻质骨料的方法
CN112047685A (zh) * 2020-08-28 2020-12-08 江苏明麓新型材料制造有限公司 一种抗震陶粒轻质墙板及其生产工艺
CN112225533B (zh) * 2020-10-21 2021-11-16 东北大学 一种基于脱镁硼泥-油页岩半焦的高强陶粒及其制备方法
AU2020385375B1 (en) * 2020-10-27 2021-07-29 Economy And Technology Research Institute, Gansu Electric Power Corporation, State Grid Preparation method of alkali-solution-treated ceramsite lightweight concrete building block
CN112358279B (zh) * 2020-10-30 2022-05-31 煜环环境科技有限公司 一种利用重有机污染土壤和有色金属冶炼渣制备超轻陶粒的方法
CN112250307B (zh) * 2020-11-18 2022-06-21 广东欧文莱陶瓷有限公司 一种仿天然麻石瓷砖材料及其制备方法
CN114538813A (zh) * 2020-11-24 2022-05-27 香港理工大学深圳研究院 一种基于圆盘制粒机的地聚合物人工骨料及其制备方法
CN114573322A (zh) * 2020-12-02 2022-06-03 河南省大成建设工程有限公司 一种无机保温材料
CN112521175A (zh) * 2020-12-26 2021-03-19 西安墙体材料研究设计院有限公司 一种利用固体废弃物制备高强陶粒的工艺
CN112745133B (zh) * 2020-12-31 2023-03-24 河南强耐新材股份有限公司 一种粉煤灰基高强陶粒及其制备方法
CN112777973B (zh) * 2020-12-31 2022-04-05 山东大学 一种多级孔结构赤泥基免烧陶粒净水填料及其制备方法
CN112608054A (zh) * 2021-01-19 2021-04-06 沈阳工业大学 一种含高硅型铁尾矿多元活化复合掺和料及其制备方法
CN114988849B (zh) * 2021-03-01 2023-06-06 中国石油化工股份有限公司 一种利用干化钻井泥浆为原料制备高强陶粒的方法
CN112960968A (zh) * 2021-03-11 2021-06-15 重庆昊磐节能科技有限公司 一种利用黄金冶炼尾渣制备的高强度轻骨料及其制备方法
CN112960967A (zh) * 2021-03-15 2021-06-15 北方民族大学 利用废弃陶粒砂制备的3d打印用陶粒砂及其制备方法
CN114276073B (zh) * 2021-05-25 2023-03-31 山西黄河前沿新材料研究院有限公司 一种装配式建筑用轻质高性能混凝土及其制备方法
CN113501692A (zh) * 2021-07-08 2021-10-15 抚州市正兴混凝土有限公司 一种轻质保温混凝土
CN113526976A (zh) * 2021-07-20 2021-10-22 成都建筑材料工业设计研究院有限公司 一种利用煤矸石及钢渣制备陶粒的方法及陶粒
CN114180870A (zh) * 2021-11-08 2022-03-15 昆明理工大学 一种锡尾矿陶粒及其制备方法
CN114105536B (zh) * 2021-11-26 2022-09-13 建华建材(中国)有限公司 一种低碳环保免烧陶粒滤料及其制备方法和用途
CN115073201A (zh) * 2021-12-16 2022-09-20 余光裕 一种陶粒膨胀助剂及其制备方法
CN114213140B (zh) * 2021-12-29 2022-12-02 北京建筑大学 用于磷吸附的煤矸石基陶粒及其制备方法和水处理设备
CN114315247A (zh) * 2021-12-30 2022-04-12 大连地拓环境科技有限公司 一种硼泥陶粒混凝土及其制备方法
CN114477821A (zh) * 2022-02-16 2022-05-13 南京广兰建材科技有限公司 一种轻骨料混凝土用再生陶粒及其制备工艺
CN114478048A (zh) * 2022-02-16 2022-05-13 北京蚯蚓科技有限公司 一种利用煤基固废制备陶粒的方法
CN114735995B (zh) * 2022-03-09 2023-02-03 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 一种脱磷钢渣免烧陶粒及其制作方法
CN114644505A (zh) * 2022-03-21 2022-06-21 筑邦建筑科技投资(深圳)有限公司 一种高品质轻质硅晶石墙板及制备方法
CN114455872B (zh) * 2022-03-22 2022-09-30 中冶建筑研究总院有限公司 一种采用矿山废料制备的低密度高强度轻骨料
CN114751767B (zh) * 2022-04-07 2023-05-12 河南城建学院 一种用于超高性能混凝土内养护的多孔骨料及其制备方法
CN114656234B (zh) * 2022-04-14 2022-10-04 太原理工大学 一种赤泥/煤矸石基胶凝材料道路基层配方及制备工艺
CN114907136B (zh) * 2022-05-07 2023-04-07 昆明理工大学 高温电炉-微波联合两步法制备赤泥基烧胀陶粒的工艺
CN114890728A (zh) * 2022-05-25 2022-08-12 成都市易建建筑材料有限公司 一种轻质混凝土及其制备方法
CN114933434B (zh) * 2022-05-26 2023-07-14 中南大学 一种铁尾矿、煤矸石球团法协同制备高强轻集料的方法
CN114940593A (zh) * 2022-06-06 2022-08-26 中铝山西新材料有限公司 一种轻质骨料及其制备方法以及含轻质骨料的混凝土
CN115057717A (zh) * 2022-06-14 2022-09-16 福建工程学院 一种高吸附性能磁性陶粒的制备方法
CN115124364B (zh) * 2022-07-04 2023-10-10 湖南工学院 基于固体废弃物的轻质高强陶粒及其制备方法
CN115594518B (zh) * 2022-09-22 2023-04-07 郑州大学 一种高铁赤泥功能陶粒材料化加工方法及吸波功能陶粒
CN115724683B (zh) * 2022-10-27 2023-12-15 中石化石油工程技术服务有限公司 一种零价铁陶粒及其制备方法和应用
CN115745649B (zh) * 2022-11-14 2023-10-03 太原理工大学 一种高强陶粒及其制备方法和应用
CN116283225A (zh) * 2023-03-27 2023-06-23 朱丹 利用飞灰和污泥参混烧陶粒的方法和系统
CN117142872A (zh) * 2023-08-31 2023-12-01 郑州市润宝耐火材料有限公司 一种利用高硅质原料制备的陶粒支撑剂及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002527334A (ja) 1998-10-15 2002-08-27 リー,キ−ガン 固状廃棄物を原料とするセラミック組成物及びこれの製造方法
CN102617097A (zh) 2012-04-09 2012-08-01 武汉科技大学 以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒及其制备方法
CN104945003A (zh) 2015-06-12 2015-09-30 东莞深圳清华大学研究院创新中心 一种生物陶粒及其制备方法
CN106215854A (zh) 2016-09-30 2016-12-14 东莞深圳清华大学研究院创新中心 一种粉煤灰制备陶瓷吸附材料的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1025170A (ja) * 1996-07-05 1998-01-27 Oda Kensetsu Kk 高強度セラミック複合板及びその製造方法
CN1896031A (zh) 2006-06-28 2007-01-17 内蒙古科技大学 轻质高强度粉煤灰陶粒配方
CN101922201A (zh) * 2009-06-17 2010-12-22 翁履谦 粉煤灰保温烧结砖/砌块及其生产工艺
CN104261802B (zh) 2014-09-28 2016-03-30 重庆昊磐节能科技股份有限公司 一种污泥粉煤灰高强陶粒及其制备方法
CN104909799A (zh) * 2015-05-26 2015-09-16 福建省建筑科学研究院 一种轻质高强陶粒及其制备工艺
CN106495731B (zh) * 2016-11-30 2020-10-09 青岛易生态环保科技有限公司 以江河湖海污泥和贝壳类粉为原料生产的陶粒及其制备方法
CN107216126B (zh) * 2017-04-19 2020-08-14 青岛易生态环保科技有限公司 以城市污泥为原料的陶粒的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002527334A (ja) 1998-10-15 2002-08-27 リー,キ−ガン 固状廃棄物を原料とするセラミック組成物及びこれの製造方法
CN102617097A (zh) 2012-04-09 2012-08-01 武汉科技大学 以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒及其制备方法
CN104945003A (zh) 2015-06-12 2015-09-30 东莞深圳清华大学研究院创新中心 一种生物陶粒及其制备方法
CN106215854A (zh) 2016-09-30 2016-12-14 东莞深圳清华大学研究院创新中心 一种粉煤灰制备陶瓷吸附材料的方法

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