[发明专利]一种轻质高强陶粒及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种轻质高强陶粒及其制备方法和用途。所述轻质高强陶粒的制备方法包括如下步骤：(1)将石煤钠化焙烧提钒尾渣和含铝辅料混合，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。本发明以石煤钠化焙烧提钒尾渣为原料，添加粉煤灰、赤泥、铝灰等废弃物作为辅料，经过混料、造球、干燥、焙烧、冷却等步骤，通过控制原辅料配比和焙烧工艺参数，实现石煤钠化焙烧提钒尾渣中碱金属的有效固定并制备出具有堆积密度低、筒压强度高、吸水率低的轻质高强陶粒，实现多种工业废料的无害化和资源化。

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及其制备方法和用途。

背景技术

工矿企业的发展以及城市化进程的加快，推动了社会的进步和人类生活水平的提高，但同时在生产生活过程中产生的大量污染物，也导致环境问题的加剧。国内外研究者花费大量的人力和物力，对环境进行治理研究，旨在进一步提高人们的生活质量，减少污染物对环境的危害。但目前的研究主要集中在大气和水治理方面，固体废物这个污染物的“终态”并未引起人们足够的重视，由此引发了一系列的环境问题，不但造成了严重的环境污染而且遏制了社会经济的发展。

石煤具有钒储量丰富、地域分布广等特点，随着石煤提钒工艺的发展以及钒在高科技领域的应用，石煤钒冶金行业已成为我国一种重要的产业，从石煤中提取钒也成为了我国获取钒资源的一条重要途径。但是我国的石煤普遍存在钒品位低的特点(0.13～1.2％)，导致了在开采阶段将产生大量的废石，生产过程中产生大量的浸出渣，目前一般采用回填矿坑的方式对其进行处理，但固体废渣目前并未有合适的利用手段，主要采用尾矿库堆存的方式进行简单处置，并且在堆存的过程中可能会污染周边的环境，因此对石煤提钒固体废物进行资源化利用势在必行。

目前，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、资源化和无害化已成为研究热点。

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。CN201610826984.8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。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。

然而，目前以石煤钠化焙烧提钒尾渣烧制陶粒的报道较少，现有技术无法解决以碱金属含量高的石煤钠化提钒尾渣为主要原料制备陶粒时碱金属的固定问题。

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及其制备方法和用途。本发明以石煤钠化焙烧提钒尾渣为原料，添加含铝辅料，经过混料、造粒和焙烧等过程，实现石煤钠化焙烧提钒尾渣中碱金属的有效固定并制备出具有堆积密度低、筒压强度高、吸水率低的轻质高强陶粒，实现多种工业废料的无害化和资源化。

本发明所述轻质高强陶粒是指堆积密度为500～1000kg/m³；筒压强度为5～25MPa；在相应的密度等级下对应的筒压强度符合《GB/T 17431.1-2010轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》中5.3“轻粗集料的筒压强度与强度标号”表4规定的陶粒。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种轻质高强陶粒的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将石煤钠化焙烧提钒尾渣和含铝辅料混合，得到混合材料；