[发明专利]一种以玄武岩尾矿为主料制备轻质陶粒的工艺

说明书

本发明公开了一种以玄武岩尾矿为主料制备轻质陶粒的工艺，其是以玄武岩尾矿为主料，以粉煤灰提铝酸渣、超塑性黏土及油页岩半焦为辅料，将各原料破碎、粉磨后，按照混料‑成型‑二次烧结的工艺流程，制备出物理性能和力学性能俱佳的高膨胀性轻质陶粒。本发明所得成品轻质陶粒的堆积密度、表观密度、孔隙率、筒压强度和吸水率均达到GBT17431.2‑2010中的国家标准。

技术领域

本发明涉及一种轻集料陶粒的制备工艺。

背景技术

陶粒顾名思义就是陶制的颗粒，它是一种在回转窑中经发泡生产的轻质集料。它具有球状的外形，表面光滑而坚硬，且其内部呈细密蜂窝状微孔，具有封闭特征，有利于隔热与隔声，可以用于墙体保温材料。陶粒主要性能包括：质量轻、密度低、筒压强度高、孔隙率高、软化系数高、导热性低、抗冻性良好等。由于陶粒的诸多优异性能使得陶粒广泛应用于建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等部门。在陶粒发明之初，是作为一种新型轻骨料建筑材料用于建材领域，以陶粒为原料制成的轻骨料混凝土空心砌块、梁、板等已成为实心粘土砖的重要替代品，并发展成为一类新型墙体材料的主导产品。随着技术的发展和陶粒性能的改善，其应用早已超过建材这一范围。目前，陶粒在建材方面的应用已经由100％下降到80％。尤其是随着人们对绿色生活环境的要求越来越高，陶粒在园艺、园林方面的应用也越来越广泛，因此陶粒在园艺、园林方面的应用量也将成为陶粒主要用途之一。由于陶粒具有多孔、质轻、表面强度高的特殊构造，用于园林绿化、室内绿化即满足了植物含水的需要，同时也满足了透气的要求，尤其是其无粉尘、质轻的特点已经越来越多地应用到室内观赏植物的养殖中了。尤其是在花卉无土栽植方面，由于陶粒具有吸水性，并可以提供一定的营养使得其可以替代原先的基质原料，在花盘里装上陶粒就可以种植花草，干净整洁，可以反复清洗，没有泥土的污染，因此受到众多植物养殖者的欢迎。另一方面由于陶粒色彩丰富，不但可以增添植物的观赏性，还可以防止树池和花池被大风扬起尘土，有利于空气的净化。

曾天敏等人(粉煤灰，2007，3，28)在“利用粉煤灰烧制陶粒的实验研究”中利用哈密某电厂粉煤灰为主要原料，根据硅酸盐物理化学原理选择与该粉煤灰适应的各种物相成分，满足SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃等主要成分在高温下形成共熔物，达到利用该电厂粉煤灰烧制粉煤灰陶粒目的的研究，找出烧制粉煤灰陶粒的参数(烧成通度、烧成时间、温度带)，获得了各项性能技术指标满足GB—2838.81要求的粉煤灰陶粒。陈美娅等人(硅酸盐通报，2015，12，3446)在“牛粪、矿渣与污泥烧制高强陶粒研究”中研究用牛粪、矿渣、污泥进行陶粒烧制实验，确定了最佳配比为牛粪10％、污泥35％、矿渣55％，最佳烧制工艺为干燥2h、预热温度350℃、预热时间20min、焙烧温度1200℃、焙烧时间10min，性能检测为堆积密度为417kg/m³、密度等级为500级、吸水率为0.9％、筒压强度为10MPa，完全符合轻集料及其试验方法(GB/T17431.1-1998)中规定的高强陶粒的要求。刘景明等人(北京科技大学学报，2008，10，2090)在“由化工脱水污泥烧制陶粒”中以综合化工污泥、膨润土和造孔剂为原料，制成粒径为3～6mm水处理用的生料球，其采用正交试验进行陶粒的制备，测定了所制备陶粒的堆积密度、表观密度、比表面积、筒压强度和磨损率等性能，分析了造孔剂掺量、污泥与膨润土配比、预热时间、预热温度及烧结温度等不同因素对陶粒主要性能的影响；根据作为水处理填料的材料应遵循的原则和对陶粒各性能分析的结果，确定了烧制污泥陶粒的最佳工艺参数：造孔剂掺量5％、污泥与膨润土比例4∶6、预热时间30min、预热温度400℃、烧结温度1140℃；扫描电镜照片揭示了陶粒表面和内部孔隙特征及不同烧结温度下陶粒内部孔隙的变化特征。