[发明专利]一种利用冶金废渣作为原料制备陶粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金渣材料领域，特别是涉及一种利用冶金废渣作为原料制备陶粒的方法和一种利用冶金废渣作为原料的陶粒。

背景技术

陶粒，顾名思义，就是陶质的颗粒。陶粒的形状和性质因工艺不同而各异，它的表面是一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度。因为生产陶粒的原料很多，陶粒的品种也很多，因而颜色也就很多，陶粒的外观颜色可因所采用的原料和工艺不同而各异，焙烧陶粒的颜色大多为暗红色、赭红色，也有一些特殊品种为灰黄色、灰黑色、灰白色、青灰色等。

陶粒的应用非常广泛，具体可涉及建筑材料、绿化材料、饮用卫生材料、工业过滤材料、耐火保温等领域，且应用领域有不断扩大的趋势。正是由于陶粒具有广泛的应用空间，所以如何以低廉的成本制备出性能优良的陶粒近年来成为本领域研究的热点。而对于陶粒的制备工艺，实际上就是陶粒的烧制过程中各种原料成份在加热过程中的物理化学变化的过程，包括脱水、分解燃烧、水解、析出新相、烧结等过程。原料中需分析的化学组成有：SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、FeO、MgO以及发气成分等。SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃在陶粒焙烧过程中起骨架作用，是主要的成陶成分，在原料中大约占到70％左右；CaO、FeO和MgO是主要的助熔成分，在高温烧结时主要起到调节熔点的作用；CaCO₃是发气成分，可以促进陶粒膨胀。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种利用冶金废渣作为原料制备陶粒的方法，并提供一种通过该方法制备获得的利用冶金废渣作为原料的陶粒，用于解决现有技术中的问题。

本发明所提供的利用冶金废渣作为原料制备陶粒的方法，原料包括镍铁渣、粉煤灰、钢渣、石灰石污泥等工业固体废弃物，属于固废再利用(变废为宝)。该方法制备的陶粒是经过高温烧结后，表面有一层坚硬的陶质或釉质外壳具有隔水保气作用和较高的强度，而内部结构特征呈细密蜂窝状封闭型微孔，可作为混凝土材料的轻质骨料，可适用于保温、隔音以及防火材料等轻质建筑材料领域。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种利用冶金废渣作为原料的陶粒，其原料按重量份计，包括如下组分：

所述镍铁渣为是冶炼镍铁过程中产生的固体废渣。

优选的，所述镍铁渣为比表面积300-400m²/kg的粉状物料，所述镍铁渣中，SiO₂含量为45-55wt％、MgO含量为15-25wt％。

优选的，所述钢渣为转炉钢渣，比表面积为300-400m²/kg(经过磨细制成)，所述钢渣中，CaO含量为40-50wt％、Fe₂O₃含量为10-20wt％。

优选的，所述粉煤灰为比表面积300-400m²/kg的粉状物料，所述粉煤灰中，SiO₂含量为45-55wt％、Al₂O₃含量为15-25wt％。

所述石灰石污泥是在制造生石灰过程中所产生的石灰石破碎除尘调湿泥，属于工业固体废弃物。

优选的，所述石灰石污泥为比表面积300-400m²/kg的粉状物料，所述石灰石污泥中，CaCO₃含量≥90wt％。

优选的，镍铁渣、钢渣、粉煤灰和石灰石污泥为干料，水与干料比为水与干料比为0.25-0.3左右。

本发明第二方面提供一种利用冶金废渣作为原料制备陶粒的方法，包括如下步骤：

(1)原料预处理：将镍铁渣、粉煤灰、钢渣、石灰石污泥进行粉磨；

(2)坯体成型(配料、混合、成球)：按上述原料的配方将镍铁渣、粉煤灰、钢渣、石灰石污泥混合，并加入水进行混合搅拌，然后再将搅拌形成的泥料进行练泥，练泥后挤出、造粒，即为陶粒坯体；

(3)烘干：将步骤2所得的陶粒坯体干燥；

(4)烧成：将烘干后的陶粒坯体在烧结温度下进行高温烧结；

(5)冷却即得陶粒成品。