CN117088707A - 一种利用铝灰制备的轻质高强陶粒及其制备方法 - Google Patents

一种利用铝灰制备的轻质高强陶粒及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117088707A
CN117088707A CN202311023602.4A CN202311023602A CN117088707A CN 117088707 A CN117088707 A CN 117088707A CN 202311023602 A CN202311023602 A CN 202311023602A CN 117088707 A CN117088707 A CN 117088707A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ash
ceramsite
heating
aluminum ash
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311023602.4A
Other languages
English (en)
Inventor
丛琳琳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inner Mongolia Metal Material Research Institute
Original Assignee
Inner Mongolia Metal Material Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inner Mongolia Metal Material Research Institute filed Critical Inner Mongolia Metal Material Research Institute
Priority to CN202311023602.4A priority Critical patent/CN117088707A/zh
Publication of CN117088707A publication Critical patent/CN117088707A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/009—Porous or hollow ceramic granular materials, e.g. microballoons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/04—Clay; Kaolin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/138—Waste materials; Refuse; Residues from metallurgical processes, e.g. slag, furnace dust, galvanic waste
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/661—Multi-step sintering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明提供了一种利用铝灰制备的轻质高强陶粒及其制备方法，属于固废再利用技术领域。本发明利用铝灰制备轻质高强陶粒的方法，包括以下步骤：将铝灰60～86％、气化渣5～20％、硅铁灰5～20％、膨润土4～10％和外加助剂混合，得到混合物料；外加助剂的质量为铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土总质量的2～4％；向混合物料中加入水，然后依次进行成球、陈腐和干燥，得到待烧陶粒；将所述待烧陶粒先在1～2h内从室温升温至200℃，然后在1～2h内从200℃升温至500℃，接着在2～3h内从500℃升温至800℃，再在2～3h内从800℃升温至1100℃，最后在1100～1240℃的温度下进行烧成，得到轻质高强陶粒。

Description

一种利用铝灰制备的轻质高强陶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及固废再利用技术领域，尤其涉及一种利用铝灰制备的轻质高强陶粒及其制备方法。
背景技术
铝灰是电解铝、铸造铝及再生铝生产过程中产生的熔渣经冷却后所得的产物的统称，再生铝和铝材加工过程中产生的铝灰及其回收铝过程产生的二次铝灰被列为危险固废(HW48)。随着铝工业生产规模的不断扩大，铝产量的不断提高，铝灰的产生量也不断增加。目前，大部分生产企业仅将金属铝含量较高的一次铝灰回收利用，而回收后剩余的铝渣、二次铝灰等，由于金属铝含量较低，铝的主要存在形态为氧化铝，继续进行回收金属铝，难以实现较高回收率和经济效益，多以废渣的形式进行堆积或填埋处理，不仅造成了铝资源的浪费，而且还会对周围环境造成严重污染。
目前，二次铝灰渣的资源化利用途径主要包括：金属铝或Al2O3的提取，冰晶石及镁铝尖晶石合成，浇注料、氧化铝基陶瓷、耐火砖、混凝土等。二次铝灰产生于铝冶炼熔渣经球磨二次加工提取金属铝后的废弃物，其主要成份为金属铝5～12％、氧化铝60～80％。
硅铁灰是冶炼硅铁合金中，随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而形成的一种工业废渣，我国硅铁生产企业很多，每年附产硅铁灰量大，国内硅铁灰的堆积量和产量已达十亿吨以上，对环境造成严重污染。硅铁灰中含有大量不定形的硅氧化物，目前对于硅铁灰的使用主要是作为水泥、耐火材料的添加剂、冶金球团的粘合剂、化工产品分散剂、橡胶和塑料的填充料、电子行业的塑封料和电工行业的浇注等，而这些技术无法对硅铁灰进行高附加值利用，因此需要寻求新的方法来综合利用硅铁灰。
气化渣是煤气化工艺中产生的一种固体废弃物，其含碳量较高，松散度好，并且具有一定的热值，目前关于气化渣资源化利用的专利文献主要集中在二次燃烧领域。
烧结烧胀陶粒具备容重轻、强度高、导热系数低、隔热防火、保温隔音等特点，这些优良性能使得陶粒逐渐在高层建筑建材领域中得到越来越多的应用。但是，目前陶粒生产工艺仍存在着诸多问题，近年来的专利文献中公开了一些配方及方法，普遍存在着的问题包括：a、原料来源有限、生产成本高；b、烧成制度不完善、成品率重视程度低；c、密度、强度、吸水率等质量指标仍需提高。
因此，提供一种原料来源广、成本低且陶粒性能优异的制备工艺，成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用铝灰制备的轻质高强陶粒及其制备方法，本发明提供的制备方法简单，固废利用量高，成本低，且得到的轻质高强陶粒密度更小，强度更高，吸水率更低。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种利用铝灰制备轻质高强陶粒的方法，包括以下步骤：
(1)将铝灰60～86％、气化渣5～20％、硅铁灰5～20％、膨润土4～10％和外加助剂混合，得到混合物料；
所述铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土的总质量百分比为100％；所述外加助剂的质量为铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土总质量的2～4％；
(2)向所述步骤(1)得到的混合物料中加入水，然后依次进行成球、陈腐和干燥，得到待烧陶粒；
(3)将所述步骤(2)得到的待烧陶粒先在1～2h内从室温升温至200℃，然后在1～2h内从200℃升温至500℃，接着在2～3h内从500℃升温至800℃，再在2～3h内从800℃升温至1100℃，最后在1100～1240℃的温度下进行烧成，得到轻质高强陶粒。
优选地，所述步骤(1)中铝灰、气化渣和硅铁灰的粒度独立地≥200目。
优选地，所述步骤(1)中外加助剂为煤粉和/或碳化硅。
优选地，所述步骤(1)中铝灰、气化渣和硅铁灰在混合前进行干燥处理，干燥处理的温度为85～105℃。
优选地，所述步骤(2)中成球时成球机的转速为18～36r/min。
优选地，所述步骤(2)中陈腐的时间为8～12h。
优选地，所述步骤(2)中干燥的温度为85～105℃，干燥的时间为3～5h。
优选地，所述步骤(2)中待烧陶粒的粒径为3～18mm。
优选地，所述步骤(3)中烧成的操作具体为：先在1～2h内从1100℃升温至1140～1240℃，然后在1140～1240℃的温度下保温1～3h。
本发明提供了上述技术方案所述方法制备得到的轻质高强陶粒。
本发明提供了一种利用铝灰制备轻质高强陶粒的方法，包括以下步骤：
(1)将铝灰60～86％、气化渣5～20％、硅铁灰5～20％、膨润土4～10％和外加助剂混合，得到混合物料；所述铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土的总质量百分比为100％；所述外加助剂的质量为铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土总质量的2～4％；(2)向所述步骤(1)得到的混合物料中加入水，然后依次进行成球、陈腐和干燥，得到待烧陶粒；(3)将所述步骤(2)得到的待烧陶粒先在1～2h内从室温升温至200℃，然后在1～2h内从200℃升温至500℃，接着在2～3h内从500℃升温至800℃，再在2～3h内从800℃升温至1100℃，最后在1100～1240℃的温度下进行烧成，得到轻质高强陶粒。本发明以铝灰、气化渣、硅铁灰、膨润土和外加助剂作为原料，铝灰主要提供铝源，硅铁灰主要提供硅源，气化渣含有残炭，并且具有一定的热值，可以一定程度上节约烧结能源，增加陶粒内部闭气孔含量，膨润土主要起黏结作用，并具有一定的微膨胀特性可以起到降低密度的作用；通过控制铝灰和硅铁灰的用量，既可以降低陶粒的密度，同时使其具有良好的力学性能；通过陈腐可以使物料中的水分有充足的时间进行自主均匀扩散，避免在下一工序干燥过程中引起排气不良现象，改善陶粒的成品性能；通过在室温～200℃之间加热1～2h，可以使带烧陶粒中的低沸点溶剂挥发，在200～500℃之间加热1～2h，陶粒中的煤粉分解初步串孔，在500～800℃之间加热2～3h，陶粒中的碳酸盐分解发泡，在800～1100℃之间加热2～3h，可以使陶粒中形成结合相，在1100～1240℃的温度下进行烧成，可以使陶粒中形成主晶相。实施例的结果显示，本发明提供的制备方法制备得到的轻质高强陶粒的表观密度为1200～1500kg/m3，堆积密度为730～900kg/m3，吸水率＜8％，筒压强度＞18MPa。
本发明提供的制备方法中，固废利用量占比≥90％，并将各类固体废弃物有效的进行了配方互补耦合，得到了质量轻、密度小同时力学性能优异的轻质高强陶粒，远远优于行业标准《GBT17431-2010轻集料及其试验方法》；且本发明提供的制备方法简单，对烧成制度设计更为精准。
具体实施方式
本发明提供了一种利用铝灰制备轻质高强陶粒的方法，包括以下步骤：
(1)将铝灰60～86％、气化渣5～20％、硅铁灰5～20％、膨润土4～10％和外加助剂混合，得到混合物料；
所述铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土的总质量百分比为100％；所述外加助剂的质量为铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土总质量的2～4％；
(2)向所述步骤(1)得到的混合物料中加入水，然后依次进行成球、陈腐和干燥，得到待烧陶粒；
(3)将所述步骤(2)得到的待烧陶粒先在1～2h内从室温升温至200℃，然后在1～2h内从200℃升温至500℃，接着在2～3h内从500℃升温至800℃，再在2～3h内从800℃升温至1100℃，最后在1100～1240℃的温度下进行烧成，得到轻质高强陶粒。
本发明将铝灰60～86％、气化渣5～20％、硅铁灰5～20％、膨润土4～10％和外加助剂混合，得到混合物料。
在本发明中，所述铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土的总质量百分比为100％。按质量百分比计，本发明提供的混合物料中包含铝灰60～86％，优选为65～80％，进一步优选为70～75％。在本发明中，铝灰主要提供铝源，但是铝灰过多会使陶粒的密度增大，过少又无法使陶粒在烧结时形成高强晶相，因此将其含量控制在60～86％的范围内。
按质量百分比计，本发明提供的混合物料中包含气化渣5～20％，优选为10～15％。在本发明中，所述气化渣含有残炭，并且具有一定的热值，可以一定程度上节约烧结能源，增加陶粒内部闭气孔含量。
按质量百分比计，本发明提供的混合物料中包含硅铁灰5～20％，优选为10～15％。在本发明中，所述硅铁灰主要提供硅源，但是硅铁灰过少会导致陶粒成型困难，过多时又会使陶粒强度变差，因此将其含量控制在5～20％的范围内。
按质量百分比计，本发明提供的混合物料中包含膨润土4～10％，优选为5～8％，更优选为6～7％。在本发明中，所述膨润土主要起黏结作用，并具有一定的微膨胀特性可以起到降低密度的作用。
在本发明中，所述外加助剂的质量为铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土总质量的2～4％，优选为2.5～3.5％，更优选为3～3.5％。在本发明中，所述外加助剂优选为煤粉和/或碳化硅；当所述外加助剂为煤粉和碳化硅时，本发明对所述煤粉和碳化硅的用量关系没有特殊的限定，任意用量即可。本发明通过加入外加助剂，一方面可以提高混合物料的热值，从而节约烧结能源，增加产品内部闭气孔含量，另一方面，可以提供硅源，从而调控硅的含量。
本发明对所述铝灰、气化渣、硅铁灰、膨润土和外加助剂的具体来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
在本发明中，所述铝灰、气化渣和硅铁灰的粒度优选独立地≥200目。在本发明中，当所述铝灰、气化渣和硅铁灰的粒度不满足上述条件时，本发明优选对所述铝灰、气化渣和硅铁灰进行球磨处理。本发明对所述球磨处理的具体操作没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定，能够使铝灰、气化渣和硅铁灰过200目筛的筛余量小于5％即可。
在本发明中，所述铝灰、气化渣和硅铁灰在混合前优选进行干燥处理；所述干燥处理的温度优选为85～105℃。本发明对所述干燥处理的时间没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定即可。本发明通过干燥处理可以去除铝灰、气化渣和硅铁灰中的水分。
本发明对所述混合的具体方式没有特殊的限定，能够使各组分混合均匀即可。
得到混合物料后，本发明向所述混合物料中加入水，然后依次进行成球、陈腐和干燥，得到待烧陶粒。
本发明对所述水的用量没有特殊的限定，根据本领域技术人员的技术常识确定，能够正常造粒即可。
在本发明中，所述成球时成球机的转速优选为18～36r/min。本发明通过控制成球机的转速，可以更好的成球，使成球率＞95％。
在本发明中，所述陈腐的时间优选为8～12h，更优选为9～10h。本发明通过陈腐可以使物料中的水分有充足的时间进行自主均匀扩散，避免在下一工序干燥过程中引起排气不良现象，改善陶粒的成品性能。
在本发明中，所述干燥的温度优选为85～105℃；所述干燥的时间优选为3～5h。在本发明中，所述干燥优选在电热鼓风干燥箱中进行。本发明对所述电热鼓风干燥箱的具体型号没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。本发明通过对球粒进行干燥，可以去除球粒中的水分，便于后续烧制。
在本发明中，所述待烧陶粒的粒径优选为3～18mm，更优选为5～15mm。本发明通过控制待烧陶粒的粒径，可以使陶粒的粒径符合要求。
得到待烧陶粒后，本发明将所述待烧陶粒先在1～2h内从室温升温至200℃，然后在1～2h内从200℃升温至500℃，接着在2～3h内从500℃升温至800℃，再在2～3h内从800℃升温至1100℃，最后在1100～1240℃的温度下进行烧成，得到轻质高强陶粒。本发明通过在室温～200℃之间加热1～2h，可以使带烧陶粒中的低沸点溶剂挥发，在200～500℃之间加热1～2h，陶粒中的煤粉分解初步串孔，在500～800℃之间加热2～3h，陶粒中的碳酸盐分解发泡，在800～1100℃之间加热2～3h，可以使陶粒中形成结合相，在1100～1240℃的温度下进行烧成，可以使陶粒中形成主晶相。
在本发明中，所述烧成的操作具体优选为：先在1～2h内从1100℃升温至1140～1240℃，然后在1140～1240℃的温度下保温1～3h。本发明通过上述工艺，在1100℃升温至1140～1240℃的过程中，陶粒中可以形成主晶相，在1140～1240℃的温度下保温的过程中，主晶相形成与进一步生长，从而提高陶粒的力学性能。
烧成结束后，本发明优选将烧成的产物随炉冷却至室温，得到轻质高强陶粒。
本发明以铝灰、气化渣、硅铁灰、膨润土和外加助剂作为原料，铝灰主要提供铝源，硅铁灰主要提供硅源，气化渣含有残炭，并且具有一定的热值，可以一定程度上节约烧结能源，增加陶粒内部闭气孔含量，膨润土主要起黏结作用，并具有一定的微膨胀特性可以起到降低密度的作用；通过控制铝灰和硅铁灰的用量，既可以降低陶粒的密度，同时使其具有良好的力学性能；通过陈腐可以使物料中的水分有充足的时间进行自主均匀扩散，避免在下一工序干燥过程中引起排气不良现象，改善陶粒的成品性能；通过在室温～200℃之间加热1～2h，可以使带烧陶粒中的低沸点溶剂挥发，在200～500℃之间加热1～2h，陶粒中的煤粉分解初步串孔，在500～800℃之间加热2～3h，陶粒中的碳酸盐分解发泡，在800～1100℃之间加热2～3h，可以使陶粒中形成结合相，在1100～1240℃的温度下进行烧成，可以使陶粒中形成主晶相。
本发明提供的制备方法中，固废利用量占比≥90％，并将各类固体废弃物有效的进行了配方互补耦合，得到了质量轻、密度小同时力学性能优异的轻质高强陶粒，远远优于行业标准《GBT17431-2010轻集料及其试验方法》；且本发明提供的制备方法简单，对烧成制度设计更为精准。
本发明提供了上述技术方案所述方法制备得到的轻质高强陶粒。本发明提供的轻质高强陶粒密度低，强度高，远远优于行业标准《GBT17431-2010轻集料及其试验方法》。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种利用铝灰制备轻质高强陶粒的方法，由以下步骤组成：
(1)先将铝灰、气化渣和硅铁灰在95℃下进行干燥，然后按质量百分比计，将铝灰60％、气化渣17％、硅铁灰15％、膨润土8％和外加助剂混合，得到混合物料；所述外加助剂的质量为铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土总质量的3.6％，外加助剂为2.6％的煤粉和1％的碳化硅；所述铝灰、气化渣和硅铁灰均过200目筛；
(2)向所述步骤(1)得到的混合物料中加入水，然后依次进行成球、陈腐和干燥，得到待烧陶粒；所述成球时成球机的转速为28r/min；所述陈腐的时间为8h；所述干燥的温度为100℃，干燥的时间为3h，干燥在电热鼓风干燥箱中进行；所述待烧陶粒的粒径范围为5～16mm；
(3)将所述步骤(2)得到的待烧陶粒先在2h内从室温升温至200℃，然后在2h内从200℃升温至500℃，接着在2h内从500℃升温至800℃，再在3h内从800℃升温至1100℃，继续在2h内从1100℃升温至1180℃，在1180℃的温度下保温2h，随炉冷却后得到轻质高强陶粒。
根据行业标准《GBT17431-2010轻集料及其试验方法》对实施例1制备得到的轻质高强陶粒性能进行测试，结果为：表观密度为1296kg/m3，堆积密度为735kg/m3，吸水率为7.8％，筒压强度为19.4MPa。
实施例2
一种利用铝灰制备轻质高强陶粒的方法，由以下步骤组成：
(1)先将铝灰、气化渣和硅铁灰在85℃下进行干燥，然后按质量百分比计，将铝灰62％、气化渣20％、硅铁灰8％、膨润土10％和外加助剂混合，得到混合物料；所述外加助剂的质量为铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土总质量的4％，外加助剂为3％的煤粉和1％的碳化硅；所述铝灰、气化渣和硅铁灰均过200目筛；
(2)向所述步骤(1)得到的混合物料中加入水，然后依次进行成球、陈腐和干燥，得到待烧陶粒；所述成球时成球机的转速为36r/min；所述陈腐的时间为8h；所述干燥的温度为85℃，干燥的时间为5h，干燥在电热鼓风干燥箱中进行；所述待烧陶粒的粒径范围为3～12mm；
(3)将所述步骤(2)得到的待烧陶粒先在1.5h内从室温升温至200℃，然后在1.5h内从200℃升温至500℃，接着在3h内从500℃升温至800℃，再在3h内从800℃升温至1100℃，继续在1.5h内从1100℃升温至1180℃，在1180℃的温度下保温1.5h，随炉冷却后得到轻质高强陶粒。
根据行业标准《GBT17431-2010轻集料及其试验方法》对实施例2制备得到的轻质高强陶粒性能进行测试，结果为：表观密度为1351kg/m3，堆积密度为786kg/m3，吸水率为7.1％，筒压强度为18.1MPa。
实施例3
一种利用铝灰制备轻质高强陶粒的方法，由以下步骤组成：
(1)先将铝灰、气化渣和硅铁灰在100℃下进行干燥，然后按质量百分比计，将铝灰66％、气化渣10％、硅铁灰20％、膨润土4％和外加助剂混合，得到混合物料；所述外加助剂的质量为铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土总质量的3.5％，外加助剂为3％的煤粉和0.5％的碳化硅；所述铝灰、气化渣和硅铁灰均过200目筛；
(2)向所述步骤(1)得到的混合物料中加入水，然后依次进行成球、陈腐和干燥，得到待烧陶粒；所述成球时成球机的转速为25r/min；所述陈腐的时间为10h；所述干燥的温度为100℃，干燥的时间为4h，干燥在电热鼓风干燥箱中进行；所述待烧陶粒的粒径范围为4～15mm；
(3)将所述步骤(2)得到的待烧陶粒先在1h内从室温升温至200℃，然后在1h内从200℃升温至500℃，接着在2h内从500℃升温至800℃，再在2h内从800℃升温至1100℃，继续在2h内从1100℃升温至1180℃，在1180℃的温度下保温1h，随炉冷却后得到轻质高强陶粒。
根据行业标准《GBT17431-2010轻集料及其试验方法》对实施例3制备得到的轻质高强陶粒性能进行测试，结果为：表观密度为1410kg/m3，堆积密度为804kg/m3，吸水率为6.5％，筒压强度为20.2MPa。
实施例4
一种利用铝灰制备轻质高强陶粒的方法，由以下步骤组成：
(1)先将铝灰、气化渣和硅铁灰在105℃下进行干燥，然后按质量百分比计，将铝灰86％、气化渣5％、硅铁灰5％、膨润土4％和外加助剂混合，得到混合物料；所述外加助剂的质量为铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土总质量的2％，外加助剂为1％的煤粉和1％的碳化硅；所述铝灰、气化渣和硅铁灰均过200目筛；
(2)向所述步骤(1)得到的混合物料中加入水，然后依次进行成球、陈腐和干燥，得到待烧陶粒；所述成球时成球机的转速为18r/min；所述陈腐的时间为12h；所述干燥的温度为105℃，干燥的时间为3h，干燥在电热鼓风干燥箱中进行；所述待烧陶粒的粒径范围为7～18mm；
(3)将所述步骤(2)得到的待烧陶粒先在2h内从室温升温至200℃，然后在1h内从200℃升温至500℃，接着在2h内从500℃升温至800℃，再在3h内从800℃升温至1100℃，继续在2h内从1100℃升温至1180℃，在1180℃的温度下保温3h，随炉冷却后得到轻质高强陶粒。
根据行业标准《GBT17431-2010轻集料及其试验方法》对实施例4制备得到的轻质高强陶粒性能进行测试，结果为：表观密度为1493kg/m3，堆积密度为898kg/m3，吸水率为5.5％，筒压强度为23.7MPa。
对比例1
专利CN115849943A提供的轻质陶粒的制备方法，由以下步骤组成：
(1)按质量百分比计，将铝灰5～8％、污泥62～75％和微硅粉20～30％混合，得到混合物料；
(2)向所述步骤(1)得到的混合物料中加入水，然后进行成球、陈腐和干燥，得到待烧陶粒；所述成球时成球机的转速为28r/min；所述陈腐的时间为8h；所述干燥的温度为100℃，干燥的时间为3h，干燥在电热鼓风干燥箱中进行；所述待烧陶粒的粒径范围为5～16mm；
(3)将所述步骤(2)得到的待烧陶粒以10℃/min的速率升温到400℃～600℃，预热10～35min；再以10℃/min的升温速率升至1000～1200℃，焙烧20～45min，自然冷却至室温后，即得轻质陶粒。
根据行业标准《GBT17431-2010轻集料及其试验方法》对对比例1制备得到的轻质陶粒性能进行测试，结果为：吸水率≤10％，筒压强度≥3MPa，堆积密度范围≤600kg/m3。
与本发明实施例1制备得到的轻质高强陶粒相比，对比例1得到的轻质陶粒的强度远远低于本发明实施例1中的19.4MPa。
对比例2
专利CN114057465A提供的轻质陶粒的制备方法，由以下步骤组成：
(1)其原料按质量份数计，为废铝灰25～35份、铁尾矿15～30份、水泥15～25份、粉煤灰12～18份、激发剂5.0～7.0份、造孔剂1.5～2.5份和水玻璃2.0～2.5份；
其他条件和实施例1相同。
根据行业标准《GBT17431-2010轻集料及其试验方法》对对比例2制备得到的轻质陶粒性能进行测试，结果为：筒压强度为3.3～4.2MPa、堆积密度为900～950kg/m3、表观密度1000～1200kg/m3、吸水率≤20％。
与本发明实施例1制备得到的轻质高强陶粒相比，对比例2得到的轻质陶粒的强度远远低于本发明实施例1中的19.4MPa。
对比例3
专利CN113979775A提供的轻质陶粒的制备方法，由以下步骤组成：
步骤(1)中其原料按质量百分比计，为铝灰50～80％和煤矸石20～50％；
步骤(3)中烧成时的工艺为直接升温至1200～1400℃进行烧成；
其他条件和实施例1相同。
根据行业标准《GBT17431-2010轻集料及其试验方法》对对比例3制备得到的轻质陶粒性能进行测试，结果为：体积密度≥1420kg/m3，视密度≥2560kg/m3。
与本发明实施例1制备得到的轻质高强陶粒相比，对比例3得到的轻质陶粒的密度更大，相同体积质量更重，本发明制备的陶粒质量更轻。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种利用铝灰制备轻质高强陶粒的方法，包括以下步骤：
(1)将铝灰60～86％、气化渣5～20％、硅铁灰5～20％、膨润土4～10％和外加助剂混合，得到混合物料；
所述铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土的总质量百分比为100％；所述外加助剂的质量为铝灰、气化渣、硅铁灰和膨润土总质量的2～4％；
(2)向所述步骤(1)得到的混合物料中加入水，然后依次进行成球、陈腐和干燥，得到待烧陶粒；
(3)将所述步骤(2)得到的待烧陶粒先在1～2h内从室温升温至200℃，然后在1～2h内从200℃升温至500℃，接着在2～3h内从500℃升温至800℃，再在2～3h内从800℃升温至1100℃，最后在1100～1240℃的温度下进行烧成，得到轻质高强陶粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中铝灰、气化渣和硅铁灰的粒度独立地≥200目。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中外加助剂为煤粉和/或碳化硅。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中铝灰、气化渣和硅铁灰在混合前进行干燥处理，干燥处理的温度为85～105℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中成球时成球机的转速为18～36r/min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中陈腐的时间为8～12h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中干燥的温度为85～105℃，干燥的时间为3～5h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中待烧陶粒的粒径为3～18mm。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中烧成的操作具体为：先在1～2h内从1100℃升温至1140～1240℃，然后在1140～1240℃的温度下保温1～3h。
10.权利要求1～9任意一项所述方法制备得到的轻质高强陶粒。
CN202311023602.4A 2023-08-14 2023-08-14 一种利用铝灰制备的轻质高强陶粒及其制备方法 Pending CN117088707A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311023602.4A CN117088707A (zh) 2023-08-14 2023-08-14 一种利用铝灰制备的轻质高强陶粒及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311023602.4A CN117088707A (zh) 2023-08-14 2023-08-14 一种利用铝灰制备的轻质高强陶粒及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117088707A true CN117088707A (zh) 2023-11-21

Family

ID=88772900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311023602.4A Pending CN117088707A (zh) 2023-08-14 2023-08-14 一种利用铝灰制备的轻质高强陶粒及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117088707A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117623739A (zh) * 2024-01-23 2024-03-01 包头市安德稀耐新材料有限公司 稀土耦合固体废弃物制备的轻质高强骨料及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117623739A (zh) * 2024-01-23 2024-03-01 包头市安德稀耐新材料有限公司 稀土耦合固体废弃物制备的轻质高强骨料及其制备方法
CN117623739B (zh) * 2024-01-23 2024-04-12 包头市安德稀耐新材料有限公司 稀土耦合固体废弃物制备的轻质高强骨料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104446568B (zh) 一种耐火保温砖及其制备方法
CN117088707A (zh) 一种利用铝灰制备的轻质高强陶粒及其制备方法
CN108503224B (zh) 一种以煤矸石和稻壳灰为主要原料的微晶玻璃及其制备方法
CN108503371A (zh) 一种利用高炉渣和高铝粉煤灰制备发泡陶瓷材料的方法
CN106431437A (zh) 一种钢包渣线镁碳砖及其制备和应用
CN110683851A (zh) 环保型酸性炉衬干式振动料
CN113173802A (zh) 一种利用二次铝灰制备多孔莫来石砖的方法
CN113816759B (zh) 一种以危废制备的保温耐火材料及其制备方法
CN107353032B (zh) 一种以工业无机危险废物和耐火粘土尾矿为原料的发泡陶瓷保温板及制备方法
CN113582563A (zh) 一种活性掺合料及其制备方法
CN108503338A (zh) 一种利用粉煤灰制备高强度发泡陶瓷材料的方法
CN105819879A (zh) 赤泥铝矾土耐火隔热砖
CN111101002A (zh) 一种皮江法炼镁联产水泥的生产工艺
CN103214250A (zh) 用后废弃氧化铝砖的再利用方法
CN112408999A (zh) 一种环境节约型连铸中间包用干式料及其制备方法
CN112028660A (zh) 用于制备超轻陶粒的组合物、陶粒及其制备方法
CN111484345A (zh) 一种电熔镁铁铝尖晶石的制备方法
CN108546086B (zh) 一种利用赤泥制备高强度多孔陶瓷材料的方法
CN114180976B (zh) 利用炼铁高炉处理废镁铬砖的方法
CN114394805B (zh) 一种镍铁渣基耐热混凝土组合物、镍铁渣基耐热混凝土及其制备方法
CN114031373A (zh) 一种电炉炉底捣打料
CN113548842B (zh) 一种利用灰渣制备免烧砖的方法
CN104973853A (zh) 废铝灰制备高强页岩砖的方法
CN107032806A (zh) 一种利用黑镁砂制取转炉炉身砖及其制备方法
KR20140074571A (ko) 폐내화벽돌을 이용하는 내화재 원료의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination