CN107445646A - 一种花岗岩废石粉陶粒及其制备方法 - Google Patents

一种花岗岩废石粉陶粒及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种花岗岩废石粉陶粒，按如下质量百分比的组分组成：花岗岩废石粉50.0‑80.0％，陶土尾矿4.0‑15.0％，废瓷粉10.0‑20.0％，粘土5.0‑10.0％，煤粉1.0‑5.0％；还公开了花岗岩废石粉陶粒的制备方法。本发明工艺简便、成本低，消耗了大量花岗岩废石粉，废物利用率高，且制备的花岗岩废石粉陶粒性能优异，应用前景广阔；本发明的工艺直接将原料混合造粒后置于高温炉中煅烧，制得花岗岩废石粉陶粒，简化了成型工艺，提高了工作效率，同时适于大规模生产。

Description

一种花岗岩废石粉陶粒及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种花岗岩废石粉陶粒及其制备方法。
背景技术
随着建筑石材加工行业的迅速发展，我国已成为世界最大的石材生产、消费和出口大国，石材开采、加工过程产生的废弃石粉也日益增多、堆积成山，造成了严重的环境污染问题，同时反向制约着石材业的可持续发展。
陶粒是由粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰等为主要原料，经加工制粒或粉磨成球、烧胀而成的一种人造轻集料，广泛应用于建筑、石油、化工、农业、填料和滤料等领域。花岗岩废石粉二氧化硅含量高，主要由石英、长石和少量云母等矿物组成。利用花岗岩废石粉取代粘土、页岩等天然矿物生产陶粒具有巨大的市场潜力，既实现了废石粉的资源化利用，又扩大了陶粒原料的来源，解决了陶瓷原料供应紧张问题，促进了环境友好型陶粒的生产，具有显著的经济和社会效益。利用花岗岩废石粉制备绿色、环保、节能的陶粒，应用前景广阔，符合可持续发展的理念。现有技术中，以花岗岩废石粉为原料开展的综合利用较多，但烧结陶粒未曾见报道。
发明内容
本发明旨在提供一种花岗岩废石粉陶粒及其制备方法，本发明工艺简便、成本低，消耗了大量花岗岩废石粉，废物利用率高，且制备的花岗岩废石粉陶粒性能优异，应用前景广阔。
本发明通过如下的技术方案实现的，本发明一方面提供一种花岗岩废石粉陶粒，按如下质量百分比的组分组成：
花岗岩废石粉50.0-80.0％，陶土尾矿4.0-15.0％，废瓷粉10.0-20.0％，粘土5.0-10.0％，煤粉1.0-5.0％。
花岗岩是一种深成酸性火成岩，二氧化硅含量高，主要由石英、长石和少量云母等矿物组成，具有不易风化、硬度高和耐磨损的特点，广泛用于建筑装饰、地面石料及雕刻用材等领域。然而，在石材加工过程产生了大量的废石粉废料，废料的大量排放和堆积严重污染了环境，同时造成资源浪费。本发明将花岗岩废料制备成陶粒，实现了花岗岩废料的资源化综合利用，具有显著的经济和社会效益。
本申请中花岗岩废料的使用量为50.0-80.0％，显著提高了废料的利用率；同时消耗了陶土尾矿和废瓷粉等废弃物，废弃物利用率达到90％以上，实现了资源的可再生利用，具有良好的社会效益和环境效益；陶粒具有优异的性能，密度低、筒压强度高、孔隙率高，软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等；尤其是内部多孔，形态、成分较均一，且具一定强度和坚固性，因而具有质轻、耐腐蚀、抗冻、抗震和良好的隔绝性等多功能特点；因此，广泛应用于建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等。
作为优选，所述花岗岩废石粉陶粒按如下质量百分比的组分组成：
花岗岩废石粉63.0-80.0％，陶土尾矿4.0-10.0％，废瓷粉10.0-15.5％，粘土5.0-8.0％，煤粉1.0-3.5％。
上述配比制备的花岗岩废石粉陶粒，其堆积密度为550-650kg/m3、表观密度为1050-1100kg/m3、吸水率为5-8％、筒压强度为4.8-6.0MPa，为优选的配比范围。
更为优选，所述花岗岩废石粉陶粒按如下质量百分比的组分组成：
花岗岩废石粉80.0％，陶土尾矿4.0％，废瓷粉10.0％，粘土5.0％，煤粉1.0％。
上述配比制备的花岗岩废石粉陶粒，其堆积密度为650kg/m3、表观密度为1100kg/m3、吸水率为5％、筒压强度为6.0MPa，为最优方案。
本发明另一方面提供一种花岗岩废石粉陶粒的制备方法，包括如下步骤：
S1：首先将花岗岩废石粉、陶土尾矿、废瓷粉、粘土和煤粉按照各原料的质量百分比配料，并混合均匀，随后将预混料和水按比例球磨，制得球磨料，过300目标准筛；
S2：然后将混合料置于造粒机中造粒，形成生料球；
S3：最后将生料球送入高温炉中焙烧，煅烧后随炉冷却，即得花岗岩废石粉陶粒。
作为优选，步骤S1中，按照质量比为：预混料：水＝1：1的比例球磨，制得球磨料。
作为优选，步骤S2中，混合料置于造粒机中造粒，形成粒径为10-20mm 的生料球。
作为优选，步骤S3中，生料球在送入高温炉焙烧前需先在300-450℃条件下预热10-15min。
作为优选，步骤S3中，在高温炉中，生料球的焙烧温度为1050-1250℃，焙烧时间10-30min。
现有技术中，以花岗岩废料为原料开展的综合利用大都需要滚压或模压成型，工艺复杂。本发明的工艺直接将原料混合造粒后置于高温炉中煅烧，制得花岗岩废石粉陶粒，简化了成型工艺，提高了工作效率，同时适于大规模生产。
由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有如下积极效果：
1.本发明中不仅使用了大量的花岗岩废石粉，同时消耗了一定量的陶土尾矿及废瓷粉等固体废弃物，废弃物利用率达到90％以上，实现了资源的可再生利用，具有良好的社会效益和环境效益。
2.本发明的陶粒具有优异的性能，密度低、筒压强度高、孔隙率高，软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等；尤其是内部多孔，形态、成分较均一，且具一定强度和坚固性，因而具有质轻、耐腐蚀、抗冻、抗震和良好的隔绝性等多功能特点；因此，广泛应用于建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等。
3.本发明通过各原料组成与相对含量的合理搭配，制备了性能优异的花岗岩废石粉陶粒，其堆积密度为450-650kg/m3、表观密度为850-1100kg/m3、吸水率为5-10％、筒压强度为3.5-6.0MPa。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
实施例1
一种花岗岩废石粉陶粒，按如下质量百分比的组分组成：花岗岩废石粉 50.0％，陶土尾矿15.0％，废瓷粉20.0％，粘土10.0％，煤粉5.0％。
一种花岗岩废石粉陶粒的制备方法包括以下步骤：
S1：首先按照上述原料的质量百分比配料，并混合均匀，随后质量比按照预混料：水＝1：1的比例球磨，制得球磨料，过300目标准筛；
S2：然后将混合料置于造粒机中造粒，形成粒径为10-20mm的生料球；
S3：最后在300℃条件下预热15min，并在1250℃焙烧10min，即得花岗岩废石粉陶粒。
本实施例制备的花岗岩废石粉陶粒，其堆积密度为450kg/m3、表观密度为850kg/m3、吸水率为10％、筒压强度为3.5MPa。
实施例2
一种花岗岩废石粉陶粒，按如下质量百分比的组分组成：花岗岩废石粉 63.0％，陶土尾矿10.0％，废瓷粉15.5％，粘土8％，煤粉3.5％。
一种花岗岩废石粉陶粒的制备方法包括以下步骤：
S1：首先按照上述原料的质量百分比配料，并混合均匀，随后按照预混料：水＝1：1的比例球磨，制得球磨料，过300目标准筛；
S2：然后将混合料置于造粒机中造粒，形成粒径为10-20mm的生料球；
S3：最后在400℃条件下预热13min，并在1150℃焙烧20min，即得花岗岩废石粉陶粒。
本实施例制备的花岗岩废石粉陶粒，其堆积密度为550kg/m3、表观密度为1050kg/m3、吸水率为8％、筒压强度为4.8MPa。
实施例3
一种花岗岩废石粉陶粒，按如下质量百分比的组分组成：花岗岩废石粉 80.0％，陶土尾矿4.0％，废瓷粉10.0％，粘土5.0％，煤粉1.0％。
一种花岗岩废石粉陶粒的制备方法包括以下步骤：
S1：首先按照上述原料的质量百分比配料，并混合均匀，随后按照预混料：水＝1：1的比例球磨，制得球磨料，过300目标准筛；
S2：然后将混合料置于造粒机中造粒，形成粒径为10-20mm的生料球；
S3：最后在450℃条件下预热10min，并在1050℃焙烧30min，即得花岗岩废石粉陶粒。
本实施例制备的花岗岩废石粉陶粒，其堆积密度为650kg/m3、表观密度为1100kg/m3、吸水率为5％、筒压强度为6.0MPa。
花岗岩是一种深成酸性火成岩，二氧化硅含量高，主要由石英、长石和少量云母等矿物组成，具有不易风化、硬度高和耐磨损的特点，广泛用于建筑装饰、地面石料及雕刻用材等领域。然而，在石材加工过程产生了大量的废石粉废料，废料的大量排放和堆积严重污染了环境，同时造成资源浪费。本发明将花岗岩废料制备成陶粒，实现了花岗岩废料的资源化综合利用，具有显著的经济和社会效益。
上述实施例中花岗岩废料的使用量为最高可达80.0％，显著提高了废料的利用率；同时消耗了陶土尾矿和废瓷粉等废弃物，废弃物利用率达到90％以上，实现了资源的可再生利用，具有良好的社会效益和环境效益；陶粒具有优异的性能，密度低、筒压强度高、孔隙率高，软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性优异等；尤其是内部多孔，形态、成分较均一，且具一定强度和坚固性，因而具有质轻、耐腐蚀、抗冻、抗震和良好的隔绝性等多功能特点。现有的普通陶粒，其堆积密度一般大于700kg/m3、表观密度大于1200 kg/m3、吸水率通常大于6％、筒压强度层次不齐。本发明实施例4为最优实施例，利用花岗岩废料为原料，通过各原料组成与相对含量的合理搭配，制备了性能优异的花岗岩废石粉陶粒，其堆积密度为650kg/m3、表观密度为 1100kg/m3、吸水率为5％、筒压强度为6.0MPa，。消耗花岗岩废料的同时制备了高性能的陶瓷，环境效益、经济效益和社会效益显著。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (8)

1.一种花岗岩废石粉陶粒，其特征在于：按如下质量百分比的组分组成：
花岗岩废石粉50.0-80.0％，陶土尾矿4.0-15.0％，废瓷粉10.0-20.0％，粘土5.0-10.0％，煤粉1.0-5.0％。
2.根据权利要求1所述的一种花岗岩废石粉陶粒，其特征在于：所述花岗岩废石粉陶粒按如下质量百分比的组分组成：
花岗岩废石粉63.0-80.0％，陶土尾矿4.0-10.0％，废瓷粉10.0-15.5％，粘土5.0-8.0％，煤粉1.0-3.5％。
3.根据权利要求1所述的一种花岗岩废石粉陶粒，其特征在于：所述花岗岩废石粉陶粒按如下质量百分比的组分组成：
花岗岩废石粉80.0％，陶土尾矿4.0％，废瓷粉10.0％，粘土5.0％，煤粉1.0％。
4.一种根据权利要求1～3任一项所述的一种花岗岩废石粉陶粒的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：首先将花岗岩废石粉、陶土尾矿、废瓷粉、粘土和煤粉按照各原料的质量百分比配料，并混合均匀，随后将预混料和水按比例球磨，制得球磨料，过300目标准筛；
S2：然后将混合料置于造粒机中造粒，形成生料球；
S3：最后将生料球送入高温炉中焙烧，煅烧后随炉冷却，即得花岗岩废石粉陶粒。
5.根据权利要求4所述的一种花岗岩废石粉陶粒的制备方法，其特征在于：步骤S1中，按照质量比为：预混料：水＝1：1的比例球磨，制得球磨料。
6.根据权利要求4所述的一种花岗岩废石粉陶粒的制备方法，其特征在于：步骤S2中，混合料置于造粒机中造粒，形成粒径为10-20mm的生料球。
7.根据权利要求4所述的一种花岗岩废石粉陶粒的制备方法，其特征在于：步骤S3中，生料球在送入高温炉焙烧前需先在300-450℃条件下预热10-15min。
8.根据权利要求4所述的一种花岗岩废石粉陶粒的制备方法，其特征在于：步骤S3中，在高温炉中，生料球的焙烧温度为1050-1250℃，焙烧时间10-30min。
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