[发明专利]一种轻质高强陶粒的制备方法及制得的轻质高强陶粒和用途

说明书

本发明涉及一种轻质高强陶粒的制备方法及制得的轻质高强陶粒和用途。所述方法包括如下步骤：(1)将石煤酸浸提钒尾渣、赤泥和除赤泥外的含铝辅料混合，得到混合材料；(2)将步骤(1)所述混合材料进行造粒，焙烧，得到轻质高强陶粒。本发明中以工业废料石煤酸浸提钒尾渣作为硅源生产陶粒，并且创造性的利用石煤酸浸提钒尾渣含硫酸钙的特点，将硫酸钙作为产气成分加以利用，有利于获得含有微孔的陶粒，达到轻质的要求；同时，本申请中赤泥作为原料既可以提供一定量的硅铝，又具有助熔作用，除赤泥外的含铝辅料的添加不仅可以进一步增加助熔作用，而且还可以有效的提高陶粒的强度，使得到陶粒的强度满足使用要求。

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种轻质高强陶粒的制备方法及制得的轻质高强陶粒和用途。

背景技术

石煤储量丰富，广泛分布在我国20余个省区，是我国特有的一种重要钒矿资源，但石煤中的钒品位低，因而提钒后会产生大量的尾渣(150～200吨尾渣/吨五氧化二钒，百万吨尾渣/年)。采用酸浸工艺进行石煤提钒后得到的酸浸渣需加石灰中和，该工艺产出的石煤提钒尾渣中含有较高含量的硫酸钙，采取现行的堆存处置方式，不仅造成资源浪费、占用大量土地，还存在环境隐患，因此，亟需开发有效的无害化和资源化利用方法。

传统陶粒生产大多以粘土、页岩为主要原料采用高温烧结而成，消耗了大量的自然资源，破坏了耕地和生态环境，不符合可持续发展的原则。利用工业固废作为原料来生产陶粒可实现工业固废的减量化、资源化和无害化。

CN106396634B公开了一种轻质高强粉煤灰陶粒的制备方法，所述方法以粉煤灰、造孔剂、助熔剂、结合剂和增强剂等制备轻质高强粉煤灰陶粒，但其所制备陶粒平均吸水率均高于20％，吸水率较高。CN103539480A公开了一种高强煤矸石陶粒的制备方法，所述方法以自燃煤矸石和煤泥为主要原料，再加入粉煤灰、发泡剂和助剂等制备高强煤矸石陶粒，筒压强度可达到8.28MPa，对应堆积密度为1096kg/m³，堆密度仍然较高。CN104261802B公开了一种污泥粉煤灰高强陶粒及其制备方法，所述方法以污泥和粉煤灰为主要原料，加入添加剂制备粉煤灰高强陶粒，所得陶粒堆积密度为500-650kg/m³，筒压强度为3-6.3MPa，筒压强度仍然较低。CN102617097B公开了一种以石煤提钒尾矿为主要原料的免烧陶粒及其制备方法，所述方法以石煤提钒尾渣和固体碱激发剂为主要原料，再加入粉煤灰、水泥、生石灰等制备免烧陶粒，所得免烧陶粒吸水率为6.81～7.62％，抗压强度为3.05～3.62MPa，抗压强度仍然较低。

建筑材料用轻集料是陶粒的最主要应用领域。作为建筑轻集料使用时，若陶粒产品中硫化物和硫酸盐含量高，会对钢筋和混凝土造成侵蚀，从而影响建筑结构强度。硫化物和硫酸盐含量还会降低陶粒的耐久性。因此，作为轻集料使用的陶粒，除要求堆积密度低、吸水率低、具有一定强度外，对硫化物和硫酸盐含量也有严格限制。《GB/T 17431.1-2010轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》中明确限定陶粒的硫化物和硫酸盐含量(以SO₃计)不高于1.0％。

然而，目前以含有硫酸钙的石煤酸浸提钒尾渣烧制陶粒的报道较少，现有技术无法以含硫酸钙的石煤酸浸提钒尾渣为主要原料制备出堆积密度低、吸水率低、强度高、硫化物和硫酸盐含量低的轻质高强陶粒。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种轻质高强陶粒的制备方法及制得的轻质高强陶粒和用途。本发明以含硫酸钙的石煤酸浸提钒尾渣和赤泥为原料，添加粉煤灰或铝灰等废弃物作为辅料，经过本发明的制备方法，控制原辅料配比和焙烧过程，制备出具有堆积密度低、筒压强度高、吸水率低、硫化物及硫酸盐含量低的轻质高强陶粒，实现多种工业废料的无害化和资源化。