CN105060924B - 一种用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒的制备方法,以城镇污泥和粉煤灰为主要原料,以生石灰、石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和秸秆灰为辅助成分,以碳酸锂、铝矾土、萤石粉、焦磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝为添加剂;其制备步骤包括备料、混合、造粒成型和蒸汽养护;所制备得到的轻质免烧陶粒的表观密度低于1.1g/cm3。

Description

一种用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒及其制备方法
技术领域
本发明属于一种用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒及其制备方法,属于屋顶绿化领域。
背景技术
随着人们对于绿化的要求越来越高,陶粒也慢慢成为覆盖绿化的主要材料,通过陶粒的覆盖,可以保温、节水、促进植物生长、改善土壤生态环境,是一种经济效益非常高的种植方法。
城镇污泥是城镇污水处理厂处理污水最后留下来的污泥,其含水量高,有机物含量高,颗粒较细,再次进行处理的费用很高,随意丢弃会造成二次污染,将城镇污泥合理利用也是现在研究的热点,如王谋泉等研究了一种利用城镇污泥、黄土和铁矿粉烧制陶粒的方法(CN102173745A),不过该方法为烧结法,成本较高,且工艺较为复杂。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题,研制出一种用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒及其制备方法,其制备方法为免烧蒸汽养护法。
一种用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)备料:以城镇污泥和粉煤灰为主要原料,以生石灰、石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和秸秆灰为辅助成分,以碳酸锂、铝矾土、萤石粉、焦磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝为添加剂;各原料的重量份为:
城镇污泥 20-40份;
粉煤灰 20-40份;
生石灰 5-10份;
石膏 5-10份;
波兰特水泥 5-10份;
硫化亚铁 5-10份;
秸秆灰 5-10份;
碳酸锂 1-3份;
铝矾土 1-3份;
萤石粉 1-3份;
焦磷酸钠 1-3份;
月桂醇醚磷酸酯钾 1-3份;
纳米氧化铝 1-3份;
(2)混合:将各原料混合,然后加入适量的水,充分搅拌,得到浆料;
(3)造粒成型:将浆料造粒成型,获得粒径为3-7mm的陶粒;
(4)蒸汽养护:将陶粒放入蒸汽室中养护24-48小时,养护温度为85-100摄氏度;即得免烧陶粒。
作为优选,在蒸汽养护前,还包括如下步骤:将陶粒放入放入养护室中养护24小时,控制养护室的温度在26℃,湿度应在70%以上。
作为优选,所述混合为球磨混合,球磨时间为5h。
作为优选,所述纳米氧化铝为纳米氧化铝溶胶,粒径为30-100nm。
作为优选,所述蒸汽养护的养护温度为90摄氏度。
一种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。
作为优选,轻质免烧陶粒的表观密度低于1.1g/cm3。
一种使用上述轻质免烧陶粒用于屋顶绿化的用途。
本发明的有益效果:
通过合理配制原料,采用蒸汽养护的方法,以城镇污泥和粉煤灰为主要原料,以生石灰、石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和秸秆灰为辅助成分,以碳酸锂、铝矾土、萤石粉、焦磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝为添加剂,制备得到了轻质免烧陶粒。采用城镇污泥为原料,合理的进行回收利用,避免污泥的二次污染,同时,城镇污泥由于有机物含量高,也是非常适合用于屋顶绿化。同时,粉煤灰的使用,可以调节城镇污泥中硅/铝的比例,使得所制备的陶粒具有优良的物化性能。通过选择生石灰、石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和秸秆灰及其合适的重量份,让城镇污泥和粉煤灰能够免烧制备得到陶粒,其中石膏起到激发剂的作用;同时,硫化亚铁起到第二激发剂的作用;而助剂对于形成轻质免烧陶粒产生非常重要的作用,月桂醇醚磷酸酯钾和纳米氧化铝溶胶,起到粘结的作用,其中的纳米氧化铝还通过与辅助成分结合,形成铝酸盐物质,使得陶粒具有更优质的物化性能;而碳酸锂、铝矾土、萤石粉、焦磷酸钠等无机盐,通过引入无机阴、阳离子,促进硅酸钙的形成,继而提高陶粒的孔隙率;
该陶粒制备工艺简单,通过选择合适的制备工艺,备料、混合、造粒成型和蒸汽养护,得到免烧陶粒,该制备方法尤其是养护时间和养护温度对于陶粒的物化性能有重要影响。该方法易于工业化,原料来源广泛,非常适合应用于屋顶绿化。
具体实施方式
下面结合具体的实施例,并参照数据进一步详细描述本发明。应理解,这些实施例只是为了举例说明本发明,而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1:
一种用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)备料:以城镇污泥和粉煤灰为主要原料,以生石灰、石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和秸秆灰为辅助成分,以碳酸锂、铝矾土、萤石粉、焦磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝为添加剂;各原料的重量份为:
城镇污泥 30份;
粉煤灰 30份;
生石灰 7份;
石膏 7份;
波兰特水泥 7份;
硫化亚铁 7份;
秸秆灰 7份;
碳酸锂 2份;
铝矾土 2份;
萤石粉 2份;
焦磷酸钠 2份;
月桂醇醚磷酸酯钾 2份;
纳米氧化铝 2份;
(2)混合:将各原料混合,然后加入适量的水,充分搅拌,得到浆料;
(3)造粒成型:将浆料造粒成型,获得粒径为5mm的陶粒;
(4)蒸汽养护:将陶粒放入蒸汽室中养护36小时,养护温度为90摄氏度;即得免烧陶粒;
在蒸汽养护前,还包括如下步骤:将陶粒放入放入养护室中养护24小时,控制养护室的温度在26℃,湿度应在70%以上。
所述混合为球磨混合,球磨时间为5h。
所述纳米氧化铝为纳米氧化铝溶胶,粒径为70nm。
一种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。轻质免烧陶粒的表观密度为0.98g/cm3。
一种使用上述轻质免烧陶粒用于屋顶绿化的用途。
实施例2:
一种用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)备料:以城镇污泥和粉煤灰为主要原料,以生石灰、石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和秸秆灰为辅助成分,以碳酸锂、铝矾土、萤石粉、焦磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝为添加剂;各原料的重量份为:
城镇污泥 25份;
粉煤灰 35份;
生石灰 6份;
石膏 7份;
波兰特水泥 6份;
硫化亚铁 6份;
秸秆灰 7份;
碳酸锂 3份;
铝矾土 3份;
萤石粉 2份;
焦磷酸钠 1份;
月桂醇醚磷酸酯钾 2份;
纳米氧化铝 1份;
(2)混合:将各原料混合,然后加入适量的水,充分搅拌,得到浆料;
(3)造粒成型:将浆料造粒成型,获得粒径为4mm的陶粒;
(4)蒸汽养护:将陶粒放入蒸汽室中养护32小时,养护温度为95摄氏度;即得免烧陶粒;
在蒸汽养护前,还包括如下步骤:将陶粒放入放入养护室中养护24小时,控制养护室的温度在26℃,湿度应在70%以上。
所述混合为球磨混合,球磨时间为5h。
所述纳米氧化铝为纳米氧化铝溶胶,粒径为50nm。
一种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。轻质免烧陶粒的表观密度为0.93g/cm3。
一种使用上述轻质免烧陶粒用于屋顶绿化的用途。
实施例3:
一种用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)备料:以城镇污泥和粉煤灰为主要原料,以生石灰、石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和秸秆灰为辅助成分,以碳酸锂、铝矾土、萤石粉、焦磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝为添加剂;各原料的重量份为:
城镇污泥 20份;
粉煤灰 40份;
生石灰 7份;
石膏 9份;
波兰特水泥 7份;
硫化亚铁 7份;
秸秆灰 9份;
碳酸锂 1份;
铝矾土 2份;
萤石粉 3份;
焦磷酸钠 2份;
月桂醇醚磷酸酯钾 2份;
纳米氧化铝 1份;
(2)混合:将各原料混合,然后加入适量的水,充分搅拌,得到浆料;
(3)造粒成型:将浆料造粒成型,获得粒径为7mm的陶粒;
(4)蒸汽养护:将陶粒放入蒸汽室中养护36小时,养护温度为100摄氏度;即得免烧陶粒;
在蒸汽养护前,还包括如下步骤:将陶粒放入放入养护室中养护24小时,控制养护室的温度在26℃,湿度应在70%以上。
所述混合为球磨混合,球磨时间为5h。
所述纳米氧化铝为纳米氧化铝溶胶,粒径为100nm。
一种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。轻质免烧陶粒的表观密度为0.88g/cm3。
一种使用上述轻质免烧陶粒用于屋顶绿化的用途。
实施例4:
一种用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)备料:以城镇污泥和粉煤灰为主要原料,以生石灰、石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和秸秆灰为辅助成分,以碳酸锂、铝矾土、萤石粉、焦磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝为添加剂;各原料的重量份为:
城镇污泥 40份;
粉煤灰 40份;
生石灰 5份;
石膏 5份;
波兰特水泥 5份;
硫化亚铁 5份;
秸秆灰 5份;
碳酸锂 1份;
铝矾土 2份;
萤石粉 1份;
焦磷酸钠 2份;
月桂醇醚磷酸酯钾 1份;
纳米氧化铝 1份;
(2)混合:将各原料混合,然后加入适量的水,充分搅拌,得到浆料;
(3)造粒成型:将浆料造粒成型,获得粒径为7mm的陶粒;
(4)蒸汽养护:将陶粒放入蒸汽室中养护24小时,养护温度为85摄氏度;即得免烧陶粒;
在蒸汽养护前,还包括如下步骤:将陶粒放入放入养护室中养护24小时,控制养护室的温度在26℃,湿度应在70%以上。
所述混合为球磨混合,球磨时间为5h。
所述纳米氧化铝为纳米氧化铝溶胶,粒径为30nm。
一种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒;轻质免烧陶粒的表观密度为0.93g/cm3。
一种使用上述轻质免烧陶粒用于屋顶绿化的用途。
实施例5:
一种用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒的制备方法,包括如下制备步骤:
(1)备料:以城镇污泥和粉煤灰为主要原料,以生石灰、石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和秸秆灰为辅助成分,以碳酸锂、铝矾土、萤石粉、焦磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝为添加剂;各原料的重量份为:
城镇污泥 40份;
粉煤灰 40份;
生石灰 10份;
石膏 10份;
波兰特水泥 10;
硫化亚铁 10份;
秸秆灰 10份;
碳酸锂 3份;
铝矾土 3份;
萤石粉 3份;
焦磷酸钠 3份;
月桂醇醚磷酸酯钾 3份;
纳米氧化铝 3份;
(2)混合:将各原料混合,然后加入适量的水,充分搅拌,得到浆料;
(3)造粒成型:将浆料造粒成型,获得粒径为7mm的陶粒;
(4)蒸汽养护:将陶粒放入蒸汽室中养护48小时,养护温度为100摄氏度;即得免烧陶粒;
在蒸汽养护前,还包括如下步骤:将陶粒放入放入养护室中养护24小时,控制养护室的温度在26℃,湿度应在70%以上。
所述混合为球磨混合,球磨时间为5h。
所述纳米氧化铝为纳米氧化铝溶胶,粒径为100nm。
一种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。轻质免烧陶粒的表观密度为0.82g/cm3。
一种使用上述轻质免烧陶粒用于屋顶绿化的用途。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒的制备方法,其特征在于:包括如下制备步骤:
(1)备料:以城镇污泥和粉煤灰为主要原料,以生石灰、石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和秸秆灰为辅助成分,以碳酸锂、铝矾土、萤石粉、焦磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝为添加剂;各原料的重量份为:
城镇污泥 20-40份;
粉煤灰 20-40份;
生石灰 5-10份;
石膏 5-10份;
波兰特水泥 5-10份;
硫化亚铁 5-10份;
秸秆灰 5-10份;
碳酸锂 1-3份;
铝矾土 1-3份;
萤石粉 1-3份;
焦磷酸钠 1-3份;
月桂醇醚磷酸酯钾 1-3份;
纳米氧化铝1-3份;
(2)混合:将各原料混合,然后加入适量的水,充分搅拌,得到浆料;
(3)造粒成型:将浆料造粒成型,获得粒径为3-7mm的陶粒;
(4)蒸汽养护:将陶粒放入蒸汽室中养护24-48小时,养护温度为85-100摄氏度;即得免烧陶粒,其表观密度低于1.1g/cm3
所述纳米氧化铝为纳米氧化铝溶胶,粒径为30-100nm。
2.一种如权利要求1所述的用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒的制备方法,其特征在于:在蒸汽养护前,还包括如下步骤:将陶粒放入放入养护室中养护24小时,控制养护室的温度在26℃,湿度应在70%以上。
3.一种如权利要求1或2所述的用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒的制备方法,其特征在于:所述混合为球磨混合,球磨时间为5h。
4.一种如权利要求1所述的用于屋顶绿化的轻质免烧陶粒的制备方法,其特征在于:所述蒸汽养护的养护温度为90摄氏度。
5.一种使用权利要求1-4任一所述的制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。
6.一种如权利要求5所述的轻质免烧陶粒,其表观密度低于1.1g/cm3
7.一种使用权利要求5或6所述的轻质免烧陶粒用于屋顶绿化的用途。
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