[发明专利]一种憎水性轻质陶粒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种憎水性轻质陶粒的制备方法，属于建筑材料技术领域。

背景技术

陶粒，顾名思义，就是陶质的颗粒。陶粒的外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体，而呈不规则碎石状。陶粒的外观颜色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。陶粒的粒径一般为5～20mm，最大的粒径为25mm。陶粒一般用来取代混凝土中的碎石和卵石。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。轻质性是陶粒许多优良性能中最重要的一点，也是它能够取代重质砂石的主要原因。陶粒的内部结构特征呈细密蜂窝状微孔。这些微孔都是封闭型的，而不是连通型的。它是由于气体被包裹进壳内而形成的，这是陶粒质轻的主要原因。

目前，现有陶粒的制备工艺中，主要是以粘土、页岩、粉煤灰、煤矿剥离物、黄土、污泥等为主要原料制成。由于开挖粘土、页岩、黄土、污泥等，会造成水土流失，环境污染，破坏生态平衡，因此，不适宜推广应用。目前，化工企业的废料和矿渣在采用传统陶粒制备工艺后，生产的陶粒使用效果不理想，例如，现有使用粉煤灰或煤矿剥离物为基本原料制造的陶粒，陶粒强度较差，而且吸水率较高，导致实用性不强。所以，亟待寻找一种强度较高，吸水率低的陶粒。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对传统的陶粒强度较差，吸水率较高，导致陶粒的实用性不强的问题，提供了一种憎水性轻质陶粒的制备方法。

为解决技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）取生活污水处理厂二沉池的污泥，经离心脱水后干燥，再在800～900℃下煅烧1～2h，冷却后粉碎过筛，得污泥煅烧灰渣；

（2）取高岭土、膨润土、水滑石球磨30～50min，再加入羟甲基纤维素、硫酸镁和硬脂酸钙，继续球磨1～2h，得混合填料；

（3）将粉煤灰和废玻璃复合研磨过筛后与污泥煅烧灰渣、混合填料、去离子水混合，并转入造粒机中挤出造粒，控制粒径为5～10mm，得陶粒素坯；

（4）将陶粒素坯经液氮速冻20～30s后真空冷冻干燥15～20h，得陶粒微球；

（5）取碳酸钙、氧化铝、堇青石、钾长石粉碎混合后加入去离子水中搅拌1～2h，再加入磷酸二氢铝，搅拌1～2h，得釉料浆液；

（6）用釉料浆液对陶粒微球进行挂浆处理，控制挂浆量为0.1～0.2g/cm²，再将挂浆后的陶粒微球干燥得陶瓷素坯微球；

（7）将陶瓷素坯微球煅烧后出料，得憎水性轻质陶粒。

步骤（2）所述的物料的重量份为3～5份高岭土，3～5份膨润土，1.5～2.0份水滑石，2～3份羟甲基纤维素，1～2份硫酸镁和2～3份硬脂酸钙。

步骤（3）所述的粉煤灰、废玻璃、污泥煅烧灰渣、混合填料、去离子水的重量份为300～400份粉煤灰，250～350份废玻璃，300～400份污泥煅烧灰渣，8～10份混合填料，100～200份去离子水。

步骤（5）所述的碳酸钙、氧化铝、堇青石、钾长石、去离子水、磷酸二氢铝的重量份为20～25份碳酸钙，30～35份氧化铝，40～45份堇青石，4～5份钾长石，300～400份去离子水，15～16份磷酸二氢铝。

步骤（7）所述的煅烧过程具体为在氩气氛围下，以20℃/min升温至300～400℃，保温预热15～20min，继续升温至1300～1500℃，保温煅烧1～2h。

本发明的有益技术效果是：本发明首先将生活污水处理厂二沉池的污泥进行脱水干燥并煅烧，得到污泥煅烧灰渣，再以高岭土、膨润土等为原料进行球磨后，加入硫酸镁等继续球磨，得混合填料，接着将粉煤灰和废玻璃作为骨料，污泥煅烧灰渣和混合填料密实至骨料间隙，同时起到支撑和粘连作用，再经速冻，收缩外层微孔，制得陶粒微球，随后以碳酸钙、氧化铝等为原料，制备得到釉料浆液，并用釉料浆液对陶粒微球进行挂浆处理，密封外层微孔，得到陶瓷素坯微球，最后对陶瓷素坯微球进行烧结即可得到憎水性轻质陶粒。本发明制备的陶粒采用污泥、废玻璃等废弃物为原料，变废为宝，降低了生产成本，且制备工艺简单，强度高，吸水率低，同时兼具轻质的特性，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。