CN107021775A - 一种利用渣土制备轻质陶粒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用渣土制备轻质陶粒的方法，该方法为：1)将渣土生料与碳化稻壳灰、粉煤灰混合均匀制得配合料；2)将配合料投入成球盘造粒成球，雾化喷入占所述配合料质量10‑20％的质量浓度为3％‑6％的碳酸氢钠溶液，采用搅拌滚团造粒的方法制备成5‑20mm的球形料球；3)将料球放入容器中置于微波烧结炉的加热腔体中进行烧结；烧结条件为：微波频率2.45GHz，微波烧结温度为800℃‑1200℃，保温时间10‑30分钟；4)烧结后的物料在微波烧结炉内自然冷却至室温，可制得高品质轻质渣土陶粒。本发明有效利用了工农业固体废弃物改善陶粒性能，同时解决了现有陶粒烧结过程耗能高、污染大、产能低等问题，可制备出高品质轻质渣土陶粒。

Description

一种利用渣土制备轻质陶粒的方法
技术领域
本发明涉及陶粒制品的技术领域，具体涉及一种利用渣土制备轻质陶粒的方法。
背景技术
陶粒是一种具有保温、隔热、抗冻等优异性能的轻骨料，广泛应用于建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料等领域；渣土是施工工地新建、改建、扩建等过程中所产生的弃土，堆置在工地中，占用大量土地资源，且易造成环境污染，目前大部分渣土用于填埋，运输过程中会增加成本；稻壳是农田废弃物，一般处理方式就地焚烧，环境污染严重；利用微波烧结技术烧结渣土陶粒充分体现了微波技术节能环保的特点。
目前现有的专利较多以粉煤灰、垃圾灰等固体废弃物为主要原料烧结制备，如专利：制造粉煤灰陶粒的方法，专利号：200810203786.1；用于粉煤灰烧结陶粒的方法和装置，专利号：200610002094.1；一种生活垃圾陶粒猫砂及其制备方法，专利号：201610723551.X；烧结工艺一般采用箱式炉、立窑等加热烧结，如专利：箱式粉煤灰陶粒烧结炉，专利号：200820105773.6；粉煤灰陶粒烧结生产线，专利号：200920158304.5。
本发明利用工地渣土、碳化稻壳灰、粉煤灰、碳酸氢钠溶液等制得陶粒生料球，并通过微波烧结工艺制备得轻质渣土陶粒，有效利用了固体废弃资源，保护环境，节约资源，同时烧结过程高效节能，绿色环保。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种利用渣土制备轻质陶粒的方法，有效利用工农业固体废弃物制备渣土陶粒。该发明首先解决了工农业固体废弃物占用土地资源、污染环境的问题，其次解决了传统陶粒生产工艺高能耗、高污染问题制备出高品质渣土陶粒。
技术方案：为实现上述目的，本发明一种利用渣土制备轻质陶粒的方法采用以下技术方案实现：
1)将渣土生料与碳化稻壳灰、粉煤灰混合均匀制得配合料；
2)将配合料投入成球盘造粒成球，雾化喷入占所述配合料质量10-20％的质量浓度为3％-6％的碳酸氢钠溶液，采用搅拌滚团造粒的方法制备成5-20mm的球形料球；
3)将料球放入容器中置于微波烧结炉的加热腔体中进行烧结；烧结条件为：微波频率2.45GHz，微波烧结温度为800℃-1200℃，保温时间10-30分钟；
4)烧结后的物料在微波烧结炉内自然冷却至室温，可制得高品质轻质渣土陶粒。
所述渣土生料、碳化稻壳灰、粉煤灰混合比按质量份的组成为：渣土60-80重量份，碳化稻壳灰10-20重量份，粉煤灰10-20重量份。
所述渣土通过以下处理方法得到：将工地渣土的石子等杂质筛除后，磨至粒径小于100微米，制得渣土生料。
所述碳化稻壳灰为生稻壳在600℃条件下隔绝空气高温碳化，并使用球磨机将其磨至粒径小于100微米制得。
所述粉煤灰为发电厂生产过程产生，为II级及以上粉煤灰。
有益效果：1)碳化稻壳灰中含有的碳元素可在烧结过程中气化成孔，增加陶粒的轻质性；含有的钾元素可有效降低陶粒烧结温度；含有的二氧化硅可有效吸收微波能量，促进温度上升；2)粉煤灰在碳酸氢钠的激发作用下可使生料球具有一定黏性，提高生料球强度；3)微波工艺使烧结过程方便快捷，节能环保，并能使陶粒生料球受热均匀且不易产生开裂。
具体实施方式
本发明涉及一种利用渣土制备轻质陶粒的方法，所述渣土陶粒以工地渣土、碳化稻壳灰、粉煤灰、碳酸氢钠溶液等为原材料，通过微波烧结方法制备成轻质渣土陶粒。
所述渣土陶粒原材料由以下质量份组成，工地渣土60-80重量份，碳化稻壳灰10-20重量份，粉煤灰10-20重量份，3％-6％碳酸氢钠溶液10-20重量份。
所述渣土通过以下处理方法得到：将工地渣土的石子等杂质筛除后，磨至粒径小于100微米，制得渣土生料。
所述碳化稻壳灰为生稻壳在600℃条件下隔绝空气高温碳化，并使用球磨机将其磨至粒径小于100微米制得。
所述粉煤灰为发电厂生产过程产生，为II级粉煤灰。
制备过程包括如下步骤：
1.将渣土生料与碳化稻壳灰、粉煤灰混合均匀制得配合料；
2.将配合料投入成球盘造粒成球，雾化喷入占细粉重量10-20％的浓度为3％-6％的碳酸氢钠溶液，采用搅拌滚团造粒的方法制备成5-20mm的球形料球；
3.将料球放入容器中置于微波烧结炉的加热腔体中进行烧结；烧结条件为：微波频率2.45GHz，微波烧结温度为800℃-1200℃，保温时间10-30分钟；
4.烧结后的物料在微波烧结炉内自然冷却至室温，可制得高品质轻质渣土陶粒。
实施例一、
称取工地废弃渣土60重量份，碳化稻壳灰20重量份，粉煤灰20重量份，混合球磨至粒径小于100微米得到配合料，将配料投入到成球盘造粒成球雾化喷入5％碳酸氢钠溶液20重量份制备成5-20mm的球形料球，将料球放入容器中微波升温至1200℃，保温10分钟，自然冷却至室温后取出。
实施例二、
称取工地废弃渣土70重量份，碳化稻壳灰10重量份，粉煤灰20重量份，混合球磨至粒径小于100微米得到配合料，将配料投入到成球盘造粒成球雾化喷入3％碳酸氢钠溶液18重量份制备成5-20mm的球形料球，将料球放入容器中微波升温至800℃，保温30分钟，自然冷却至室温后取出。
实施例三、
称取工地废弃渣土80重量份，碳化稻壳灰10重量份，粉煤灰10重量份，混合球磨至粒径小于100微米得到配合料，将配料投入到成球盘造粒成球雾化喷入6％碳酸氢钠溶液10重量份制备成5-20mm的球形料球，将料球放入容器中微波升温至1100℃，保温15分钟，自然冷却至室温后取出。
渣土陶粒性能考核指标按照《GB/T17431-2010轻集料及其试验方法》、《JC487-1992超轻陶粒和陶砂》。
本发明实施例1-3制得的轻质渣土陶粒与普通陶粒(即对比例)具体性能指标对比如表所示。
对比例陶粒由粘土70重量份、页岩20重量份、煤粉10重量份。采用如下工艺制备：将原料混合均匀球磨至粒径小于100微米制得配合料，采用成球盘造粒成球，雾化喷入占粉料重量20％的水制得生料球，将生料球在105℃烘箱中干燥2小时，放入回转窑中在400℃预热20分钟后升温至1150℃保温15分钟，自然冷却至室温后取出。
表1
本发明制备的轻质渣土陶粒的堆积密度、筒压强度、1h吸水率、平均粒型系数等性能指标均优于对比样。
本发明1)碳化稻壳灰中含有的碳元素可在烧结过程中气化成孔，增加陶粒的轻质性；含有的钾元素可有效降低陶粒烧结温度；含有的二氧化硅可有效吸收微波能量，促进温度上升；2)粉煤灰在碳酸氢钠的激发作用下可使生料球具有一定黏性，提高生料球强度；3)微波工艺使烧结过程方便快捷，节能环保，并能使陶粒生料球受热均匀且不易产生开裂。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用渣土制备轻质陶粒的方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤：
1)将渣土生料与碳化稻壳灰、粉煤灰混合均匀制得配合料；
2)将配合料投入成球盘造粒成球，雾化喷入占所述配合料质量10-20％的质量浓度为3％-6％的碳酸氢钠溶液，采用搅拌滚团造粒的方法制备成5-20mm的球形料球；
3)将料球放入容器中置于微波烧结炉的加热腔体中进行烧结；烧结条件为：微波频率2.45GHz，微波烧结温度为800℃-1200℃，保温时间10-30分钟；
4)烧结后的物料在微波烧结炉内自然冷却至室温，可制得高品质轻质渣土陶粒。
2.根据权利要求1所述的一种利用渣土制备的质陶粒的方法，其特征在于所述渣土生料、碳化稻壳灰、粉煤灰混合比按质量份的组成为：渣土60-80重量份，碳化稻壳灰10-20重量份，粉煤灰10-20重量份。
3.根据权利要求1所述一种利用渣土制备轻质陶粒的方法，其特征在于所述渣土通过以下处理方法得到：将工地渣土的石子等杂质筛除后，磨至粒径小于100微米，制得渣土生料。
4.根据权利要求1所述一种利用渣土制备轻质陶粒的方法，其特征在于所述碳化稻壳灰为生稻壳在600℃条件下隔绝空气高温碳化，并使用球磨机将其磨至粒径小于100微米制得。
5.根据权利要求1所述一种利用渣土制备轻质陶粒的方法，其特征在于所述粉煤灰为发电厂生产过程产生，为II级及以上粉煤灰。
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