[发明专利]一种以炉渣为骨料的高强陶粒及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201910804992.6 申请日: 2019-08-28
公开(公告)号: CN110698214A 公开(公告)日: 2020-01-17
发明(设计)人: 张林林;马韵升;汪君华;栾波;胡树峰;王明军;王亮亮;赵昌 申请(专利权)人: 黄河三角洲京博化工研究院有限公司
主分类号: C04B38/00 分类号: C04B38/00;C04B33/135
代理公司: 37205 济南舜源专利事务所有限公司 代理人: 赵斌;王增娣
地址: 256500 *** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 炉渣 高强陶粒 骨料 粉煤灰 园林艺术 陶粒 按比例混合 化学稳定性 市场潜力 副产物 膨润土 水处理 热电厂 烘干 可用 造粒 煅烧 制备 生产成本 堆积 冷却
【说明书】:

发明涉及材料及固废处理领域,具体涉及一种以炉渣为骨料的高强陶粒及其制备方法。采用的主要原料有粉煤灰、炉渣和膨润土,原料按比例混合,通过造粒、烘干、煅烧、冷却等工序制得炉渣骨料高强陶粒。本发明利用当地热电厂副产物炉渣为骨料,粉煤灰为主要原料生产获得高强陶粒。不仅解决当地固废处理问题,获得物理强度高、化学稳定性好、堆积密度小、比表面积大的可用于建筑、水处理和园林艺术等领域的炉渣骨料高强陶粒,而且降低陶粒生产成本,具有巨大的市场潜力。

技术领域

本发明涉及材料及固废处理领域,具体涉及一种以炉渣为骨料的高强陶粒及 其制备方法。

技术背景

粉煤灰是热电厂最主要的副产物,我国是一个以火力发电为主的国家,火力 发电烟道中会排出大量的粉煤灰,粉煤灰的储量相当可观。且随着我国电力工业 的不断发展,粉煤灰排放量在逐年增加,目前对于粉煤灰的处置除了少量用于建 材行业以外,绝大部分仍以灰场堆贮为主,堆贮与占用土地矛盾越来越突出。粉 煤灰对土壤、水资源、空气资源等自然资源有巨大危害,并会间接对人体造成伤 害。将工业废渣中粉煤灰用于制备陶粒等的原材料,实现了对粉煤灰的二次利用, 且可以降低生产成本,符合可持续发展的要求,对资源的循环利用和生态环境的 保护有极大的贡献。

炉渣亦为热电厂发电后排出的主要副产物之一,由于我国热电厂综合规模巨 大,使得每年因火力发电产生的炉渣数量极为庞大,且每年产量呈递增趋势。炉 渣大多经水冷抑尘后堆贮处理,不仅浪费巨大的水资源,而且堆贮处理的方式对 土壤资源、水资源和空气资源等自然资源的危害不亚于粉煤灰。由于炉渣中含有 较多的CaO,可用于建材行业制砖的骨料,但建材行业需求量较小,与庞大的总 量相比犹如九牛一毛。将炉渣用于制备陶粒的骨料,不仅开辟了一条陶粒制备的 新思路,而且可以缓解工业废渣对环境的危害,同时降低陶粒制备成本,对资源 综合利用有极大贡献。

陶粒是以无机材料为主要原料,经原料预处理、造粒成球、焙烧、冷却等工 艺生产的一种轻集料,陶粒外表面具有防水坚硬的釉层外壳,内部具有密闭式微 孔结构。根据陶粒的功能不同陶粒可用作建筑材料作为轻集料;在水处理行业用 作水处理滤料;在园林行业用作无土栽培的基质。目前市场上主要有以黏土、页 岩为原料的黏土陶粒和页岩陶粒,随着黏土、页岩等资源的限制利用,加之陶粒 生产的高能耗,陶粒成本居高不下。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷,本申请提供了一种以炉渣为骨料的高强陶粒及 其制备方法,主要以炉渣为骨料,以粉煤灰和膨润土为主要原料,开拓工业副产 物的处理途径,降低陶粒生产成本,减小造粒成球的难度,同时提高陶粒产品品 质。

本发明所述的高强陶粒,外形为规则球形或椭球形,表面有细小孔和颗粒。 产品密度等级600-1000,筒压强度在6MPa-17MPa,吸水率2%-16%,符合国家 标准。

为了实现上述目的,本申请采取的技术方案如下:

一种以炉渣为骨料的高强陶粒,按重量份计,其原料配比为:粉煤灰70-85 份,炉渣(含水率≤7%):5-20份,膨润土10份;

所述的粉煤灰为热电厂煤粉炉外排的二级粉煤灰,粉煤灰的氧化物组成为 SiO2、Al2O3及少量的FeO、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、TiO2等。其中SiO2和 Al2O3含量可占总含量的60%以上。是陶粒生产中主要的硅铝元素提供者,使烧 成的陶粒拥有较好的物理性能。粉煤灰的粒径较小,大部分不大于180目,180 目筛余为5%-12%。本发明中使用粉煤灰的配比在70-85份,粉煤灰高于此范围, 焙烧温度要求高,能耗增加,而且产品焙烧程度不稳定,有夹生或表面颜色不均 一的现象;粉煤灰添加量低于此范围,产品筒压强度偏低,产品焙烧过程中出现 软化变形,料球之间粘结现象增加,不利于生产运行,产品合格率下降。

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