[发明专利]轻质人工卵石及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻质人工卵石，包括卵石内核和包裹在其上的卵石外壳，所述卵石内核主要由如下重量份的组分制备而得：钢渣砂10～20份，钢渣尾泥30～40份，水泥10～15份，矿粉25～35份，粉煤灰5～10份，激发剂1～3份，发泡剂0.1～0.2份。本发明同时公开了该人工卵石的制备方法，包括制备卵石内核和卵石外壳两个步骤。本发明以钢铁厂钢渣尾渣作为主要原料制备轻质人工卵石，既是固废消纳的有效途径，又缓解了天然卵石供应缺口，具有良好的环境效益和技术经济性。

技术领域

本发明涉及一种人工卵石，特别是指一种轻质人工卵石及其制备方法。

背景技术

城镇化的快速发展带动了经济持续增长，促进了社会全面进步，同时也带来了严重的暴雨积涝灾害。从城市建设角度来说，主要是城市建筑和硬化面积过大，植被覆盖率过低或者遭到破坏，城市的吸水、存水能力差，其次是排水设施的排水能力不足、重建轻管。因此有必要建设自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”。

海绵城市建设中大量使用卵石等物料用于碎石基层或表面防冲刷覆盖层。市场上所用的天然卵石是风化岩石经水流长期搬运而成的粒径为60～200mm的无棱角的天然颗粒，其形成需要经历很长的时间，随着天然石材资源的大量开采和使用，现已呈现日渐枯竭的状况。为此，采用人工卵石替代天然卵石越来越受到重视。

目前，文献中已有的人工卵石制备方法如下：

中国专利文献CN106278034A公开了一种人造卵石，由水泥、中砂、细石、水组成，还掺入了石英砂、硅藻土、颜料或光亮剂拌制而成的强度为C20以上的细石混凝土，通过特制组合式模具一次性浇筑成型的底部为平面、顶部设有企业标志或防滑纹的椭圆体人造卵石。其原料主要由水泥、砂石等组成，未利用固废，自然资源的替代性不强，同时生产成本较高。

中国专利文献CN1389354A公开了一种人造卵石的制造方法。先将天然石料破碎和分级，再将分级好的石料送入内壁设有阶梯衬板的筒磨机内进行磨制，该筒磨机内同时配有磨料；磨制成形后的卵石再进行清洗和抛光处理。该人造卵石由天然石料制备而得，未利用固废，同时其生产还带来大量的粉尘和污水。

中国专利文献CN107021731A公开了一种人造卵石及制备方法，所述卵石包括内核组分改性凹凸棒石粘土、膏状凹凸棒石粘土、活性炭、硅藻土、碳酸钙、二氧化硅、炉渣、除虫菊、香樟叶、薄荷、丁香油；外壳组分：高粘凹凸棒石粘土8份、硅藻土6份、聚氨酯26份、石墨烯。制备方法为：首先制备改性凹凸棒石粘土和高粘凹凸棒石粘土；其次，制备卵石内核；再次，制备外壳涂料；最后，将制备得到的外壳涂料均匀涂覆与内核表面。该发明生产出的人造卵石强度较低，最高筒压强度为4.9MPa。

另一方面，钢渣尾渣(即钢渣砂和钢渣尾泥)作为钢铁冶金产生的固体废物，由于没有较好的利用途径，目前以堆存为主，既占用了大量的土地资源增加了企业的经济负担，又造成了严重的扬尘污染。如果能够利用冶金固废制备人工卵石，既能有效消纳钢渣固废，又能缓解天然卵石的供应缺口。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效利用钢渣的轻质人工卵石及其制备方法。

为实现上述目的，本发明所提供的轻质人工卵石，包括卵石内核和包裹在其上的卵石外壳，所述卵石内核主要由如下重量份的组分制备而得：钢渣砂10～20份，钢渣尾泥30～40份，水泥10～15份，矿粉25～35份，粉煤灰3～10份，激发剂2～10份，发泡剂0.1～0.3份，均以干重计。

优选地，所述卵石外壳主要由如下重量份的组分制得：白水泥30～62份，矿粉30～62份，颜料4～8份，均以干重计。需要注意的是，这里的每份与卵石内核不同，仅指卵石外壳自身的配料比例，其在人工卵石整体的具体重量比例需要结合外壳厚度来确定。

优选地，所述卵石外壳的厚度为0.1～0.4mm。

优选地，所述激发剂为二水石膏或水玻璃中的一种。