[发明专利]一种轻质高强陶粒及制备方法

说明书

本发明公开了一种轻质高强陶粒及其制备方法，该陶粒包括铁尾矿粉、粉煤灰、碱性激发剂和发泡剂；其中铁尾矿的质量分数为75％～90％，粉煤灰的质量分数为10～25％，铁尾矿和粉煤灰质量分数之和为100％；碱性激发剂质量为铁尾矿和粉煤灰总质量的10％～13％，发泡剂质量为铁尾矿和粉煤灰总质量的1％～5％；且铁尾矿粉为经过750～780℃下焙烧20～30min处理后的铁尾矿粉。本发明中的铁尾矿、粉煤灰与碱性激发剂、发泡剂混合后，在一定温度下经发泡剂一次发泡后，又充分利用铁尾矿粉中的Fe在高温条件下与碱性激发剂反应生成气体，使得生成的料球在熔融后继续膨胀发泡，提高了产品的孔隙率，达到了轻质的效果；同时生成的料球在高温烧结过程中生成更多的沸石，使得陶粒的强度也得以提升。

技术领域

本发明属于建筑节能材料和资源循环再利用领域，具体涉及一种轻质高强陶粒及其制备方法。

背景技术

随着我国装配式技术的推广应用，高层建筑与大跨结构越来越普遍，工程界对混凝土性能的要求越来越苛刻。具有优良工作性能、高强度、轻质量、多功能的高性能轻集料混凝土，在装配式建筑、大跨度结构和高层建筑中有着良好的应用前景和巨大发展潜力。陶粒混凝土作为一种重要的轻集料混凝土，以其重量轻，相对强度较高，隔热保温性能好，抗冻性和耐火性好等综合优点，可广泛应用于轻质墙板的制造。预制轻质墙板围护结构市场将呈现出繁荣的发展态势，以陶粒为粗骨料的轻质墙板迎来了巨大的市场机遇。陶粒需求量将日益上升。

随着陶粒产业的不断发展，生产规模不断扩大，生产陶粒传统原材料—黏土、页岩等天然资源需求量日益增加。伴随着我国新《土地法》和相关环保法规的实施，环境治理力度不断提升，开采天然资源及破坏耕地受到了严格监管，生产陶粒的原料主材主要为天然资源，因不能获取此类天然资源，大批依靠黏土、页岩等天然资源的陶粒生产企业被关闭。在这一背景下，寻找陶粒生产原料的替代品制备高品质陶粒制品，已刻不容缓。

长期以来铁尾矿一般采用堆填、截沟筑坝集中处置等，不仅浪费资源，同时占用土地，工厂还支付土地征用费、运费和填埋费等，增加了钢铁的生产成本。而且填埋时，对土壤、水体及大气均有不同程度的污染，给人类的生存环境带来了严重危害。可见，加强对铁尾矿粉循环利用技术的研究已刻不容缓。实施铁尾矿的综合利用，从根本上解决潜在环保问题，是现如今经济发展、社会发展的必然选择。目前，现有技术通过将铁尾矿与铝矾土、膨润土、煤粉等混合制备陶粒，或将粉煤灰与铝矾土、膨润土、煤粉等进行混合制备陶粒，但这些方法制备的陶粒堆积密度大，难以达到轻质的效果；且现有的陶粒制备工艺烧结温度较高，能耗大。

发明内容

针对现有技术的缺陷和不足，本发明的目的是提供一种轻质高强陶粒及其制备方法，利用废弃铁尾矿作为主要原料，解决现有的陶粒堆积密度大、品质较低以及制备耗能大的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种轻质高强陶粒，包括粉煤灰和碱性激发剂，还包括铁尾矿粉、碱性激发剂和发泡剂；

所述的铁尾矿的质量分数为75％～90％，粉煤灰的质量分数为10～25％，铁尾矿和粉煤灰的质量分数之和为100％；所述的碱性激发剂质量为铁尾矿和粉煤灰总质量的10％～13％，发泡剂质量为铁尾矿和粉煤灰总质量的1％～5％；

所述的铁尾矿粉为经过750～780℃下焙烧20～30min处理后的铁尾矿粉。

具体的，所述的碱性激发剂为氢氧化钠或氢氧化钠与硅酸钠混合的混合物；所述的发泡剂为过硼酸钠或铝粉。