[发明专利]含炭陶粒及其制备方法有效

专利信息
申请号: 200910100107.2 申请日: 2009-06-29
公开(公告)号: CN101580349A 公开(公告)日: 2009-11-18
发明(设计)人: 杨辉;郭兴忠;涂志龙;李文彦;张玲洁 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: C04B14/02 分类号: C04B14/02;B09B3/00
代理公司: 杭州中成专利事务所有限公司 代理人: 金 祺
地址: 310027浙*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 陶粒 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及一种含炭陶粒材料及其制备方法。

背景技术

目前,陶粒及其制备方法的专利很多,主要原料是粘土、页岩、污泥、黄土、炉渣、粉煤灰、煤矿剥离物等,并加入粘结剂、外加剂制备而成。但粘土、页岩、污泥、黄土的利用,不仅造成耕地破坏、水土流失、环境污染等,而且所制得的陶粒大都密度偏大、强度偏低、力学性能与热工性能较差,功能较少。

粉煤灰是热电厂等产生的一种废渣;黄金尾矿是在开采、分选矿石之后排放的不被利用的固体或粉状废料;粉煤灰与黄金尾矿如果不加以利用的话,不但占用耕地,而且造成环境污染。如何将粉煤灰、黄金尾矿变废为宝,二次利用,减轻污染,是一件利国利民的大事,对构建和谐社会有着重要的贡献。目前已有一些利用粉煤灰制陶粒的技术方案和专利的报道,但该陶粒存在性能单一、产品质量稳定性差等特点。

炭是将含有非晶态碳的植物置于炭窑中,在高温下产生热分解后得到的固体产物;也可以是含有非晶态碳的植物经二次活化后的活性炭;还可以是含有非晶态碳的植物经过初炭化、复合纳米及抗菌材料并进行活化深加工而成的固体产物;以竹炭、活性炭、纳米活化长效多功能竹炭为主要代表。经碾压后即成不同粒径的粉体。它们具有蜂窝状的微孔结构,这种结构导致其具有非常大的比表面积,从而具有特殊的吸附能力,还具有远红外辐射、净化空气、负离子等效应,经纳米改性后的部分炭,还具有分解有机气体、抑菌等功效。

目前,还没有以炭粉、粉煤灰和黄金尾矿为主要原料制备而得的陶粒。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种含炭陶粒及其制备方法,本发明的含炭陶粒是一种集吸附、轻质、高强、保温隔热等功能于一身的多功能陶粒。

为了解决上述技术问题,本发明提供一种含炭陶粒的制备方法,以重量百分比为:5%~40%的炭粉、5%~25%的黄金尾矿粉和35%~70%的粉煤灰组成主原料,包括以下步骤:

(1)、将黄金尾矿粉用质量浓度为15%~30%的HCl溶液浸泡以进行改性处理;

(2)、将炭粉、粉煤灰和改性处理后的黄金尾矿粉均匀混合;然后加入占主原料重量10~14%的水,进行加湿混合(湿混),得湿料;

(3)、将上述湿料采用造粒机制成粒径为5~20mm的球状颗粒;

(4)、将上述球状颗粒先在100~120℃下干燥2~3h,然后在550~650℃下保温10~30min,最后在1100~1150℃下烧结90~120min;自然冷却,得到含炭陶粒。

作为本发明的含炭陶粒的制备方法的改进:炭粉为竹炭粉、活性炭粉、木炭粉、纳米活化改性炭粉或速生植物炭化后制定的炭粉。

作为本发明的含炭陶粒的制备方法的进一步改进:步骤1)的浸泡时间为3~6小时。

作为本发明的含炭陶粒的制备方法的进一步改进:步骤2)为:将炭粉、粉煤灰和改性处理后的黄金尾矿粉置于混料机干混30~60分钟;然后加入水,加湿混合60~120分钟。

作为本发明的含炭陶粒的制备方法的进一步改进:炭粉的粒径≤0.1mm,黄金尾矿粉的粒径≤0.05mm,粉煤灰的粒径≤0.05mm。

本发明还同时提供了利用上述任意一种制备方法制得的含炭陶粒。

在本发明中,炭粉为竹炭粉、活性炭、木炭粉、纳米活化改性炭粉以及速生植物炭化后制定的炭粉,例如可选用遂昌碧岩生态资源开发行生产的纳米活化改性炭粉。黄金尾矿粉例如可选用遂昌金矿有限公司生产所产生的黄金尾矿粉。粉煤灰例如可选用长兴电厂所生产的粉煤灰。

本发明以炭粉、黄金尾矿粉、粉煤灰为主要原料,通过优化配合比、优化工艺条件等方式,制备出多功能陶粒;本发明具有以下优点:

1)、本发明由于使用粒径≤0.05mm的粉煤灰,使得原料中可以不掺加其它粘结助熔剂;这样不但降低了生产成本,还能使所得的含炭陶粒更加环保;

2)、在步骤(2)中,用一定浓度的HCl溶液改性处理粉状黄金尾矿(黄金尾矿粉),从而使其具有大量的孔洞,提高了活性,有利于最终所得的产品——含炭陶粒比重更轻、导热系数更低;

3)、本发明所制得的含炭陶粒,筒压强度达到7.1~10.0MPa,堆积密度为300~500Kg/m3,吸水率为0.2~5.2,所配制的20MPa混凝土导热系数为0.39~0.49W/m·K,测试了其对甲醛的饱和吸附率,可以达到8%~10%,远红外发射率在50%~60%之间,负离子释放量在0.8×103~1.2×103个/cm3

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