一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒及其制備方法，通過分步噴入5％～25％的三聚磷酸鈉溶液，干燥時(shí)溶解于水中的鈉離子隨著水分向表面擴(kuò)散富集于生料球表面殼層，燒成過程中表面層的鈉離子與其它物質(zhì)反應(yīng)形成易熔物質(zhì)，起到助燒結(jié)劑的作用，生料球的表面層以下助燒結(jié)劑中鈉離子含量很低，在表面層燒結(jié)溫度下燒成的陶粒，吸水率較小，但表面層以下核心區(qū)域未燒結(jié)密度較低，最終得到吸水率小同時(shí)整體密度低的輕質(zhì)陶粒。本發(fā)明解決了陶粒既要求吸水率小、強(qiáng)度高，又要求容重小的問題。本發(fā)明三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法工藝簡(jiǎn)單，操作安全，可大批量生產(chǎn)，且成本低。
【專利說明】一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑新材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶 粒及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 陶粒是以粘土，工業(yè)廢渣、廢料、尾礦、低質(zhì)頁巖等為原料，添加少量粘結(jié)劑和添加 齊?，經(jīng)過混合、成球高溫?zé)Y(jié)等傳統(tǒng)工藝過程而制成輕骨料，其具有容重輕、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性 低、耐火度較高、保溫防凍抗腐蝕、抗沖擊、抗震、耐磨無放射物（無有害物）等特點(diǎn)，是一種 優(yōu)質(zhì)的綠色建筑材料。由于陶粒的吸水性能嚴(yán)重影響了陶?；炷恋暮鸵仔院湍z結(jié)能力， 所以需要添加易燒結(jié)礦物、廢渣等燒結(jié)助劑來提高陶粒的燒結(jié)程度，減小陶粒的吸水率。燒 結(jié)助劑與原料混合均勻，降低了陶粒的燒結(jié)溫度，使陶粒致密，同時(shí)增大了陶粒比重，降低 了陶粒的隔熱隔音效果而限制了陶粒的使用。燒脹陶粒雖然解決了陶粒的吸水率和隔熱隔 音的問題，但是要求其生產(chǎn)原料必須是可燒脹原料，這種原料在自然界中很少，再一方面陶 粒生產(chǎn)是在高溫下膨化而形成的中空球體，能耗較高、陶粒強(qiáng)度不高，由原料的性能來保證 產(chǎn)品性能和尺寸，工藝難控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種三聚磷酸鈉表面助 燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒及其制備方法，具有表面燒結(jié)致密，整體密度低，吸水率小，強(qiáng)度高，制備工 藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒制備方法，采用以下技 術(shù)方案：包括以下步驟：
[0005] 1)取原料以質(zhì)量百分比計(jì)：0% -65%的粉煤灰、35% -95%的粘土、0?65%的陶 瓷廢料和〇?65%的粘土尾礦；將原料混合后進(jìn)行球磨、干燥和研細(xì)處理后得坯料備用；其 中顆粒度小于65 μ m的坯料占坯料總質(zhì)量的90%以上；
[0006] 2)將步驟1)制備的坯料和成孔劑以質(zhì)量比100 : (5?20)混合，得到混合料；
[0007] 3)將步驟2)制備的混合料進(jìn)行成球處理獲得生料球，且在成球處理中將濃度為 5 %?25 %的三聚磷酸鈉水溶液噴至混合料上，獲得的生料球中三聚磷酸鈉水溶液的含量 占生料球總質(zhì)量的8?15% ;
[0008] 4)將步驟3)得到的生料球進(jìn)行過篩處理，并干燥，得到干燥生料球；
[0009] 5)將步驟4)得到的干燥生料球在900?1200°C下進(jìn)行燒成處理3?5小時(shí)，后 冷卻得到三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒。
[0010] 所述的步驟2)中成孔劑為煤粉，顆粒度小于0. 125_。
[0011] 步驟3)中三聚磷酸鈉水溶液為間歇式噴灑。
[0012] 所述的步驟3)中成球過程中，根據(jù)成球狀況以間歇式加入混合料。
[0013] 所述的步驟3)中成球處理的設(shè)備為糖衣機(jī)。
[0014] 所述的步驟5)中燒成處理的設(shè)備為回轉(zhuǎn)窯。
[0015] 一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒：其表面燒結(jié)致密，內(nèi)部未燒結(jié)呈多孔狀， 吸水率小于5%，容重為1007. 5?1414. 87Kg/m3。
[0016] 一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒制備方法具有以下的有益效果：相比較現(xiàn) 有技術(shù)，通過將三聚磷酸鈉助燒結(jié)劑以噴灑的形式加入，且三聚磷酸鈉溶液濃度為5%? 25%，鈉以鈉離子的形式存在于溶液中，干燥時(shí)濕生料球中溶解于水中的鈉離子隨水分向 生料球表面擴(kuò)散，水分被蒸發(fā)后鈉離子富集于生料球表面殼層，燒成過程中表面層的鈉離 子與其它物質(zhì)反應(yīng)形成易熔物質(zhì)，在900?1200°C熔融，促進(jìn)表面層燒結(jié)，起到助燒結(jié)劑的 作用。生料球的表面層以下助燒結(jié)劑中鈉離子含量低，在表面層燒結(jié)溫度下燒成的陶粒，吸 水率較小，但表面層以下核心區(qū)域未燒結(jié)密度較低，最終得到吸水率小同時(shí)整體密度低的 三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒。所采用的燒結(jié)助劑三聚磷酸鈉成本低，加入量易控制。 本發(fā)明三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法具有工藝簡(jiǎn)單，操作安全，可大批量 生產(chǎn),且成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0017] 制得的一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒，表面燒結(jié)致密，內(nèi)部未燒結(jié)呈多 孔狀，整體密度低；陶粒強(qiáng)度高，容重小，具有良好的隔熱隔音效果。本發(fā)明制得的三聚磷酸 鈉助燒結(jié)劑中的鈉離子易于擴(kuò)散，助燒結(jié)作用較為明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明方法的工藝流程圖；
[0019] 圖2為實(shí)施例12所制備的陶粒斷面微觀結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021] 參見圖1和2, 一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒制備方法包括以下步驟：
[0022] 1)取原料以質(zhì)量百分比計(jì)：0% -65%的粉煤灰、35% -95%的粘土、0?65%的陶 瓷廢料和〇?65%的粘土尾礦；將原料混合后進(jìn)行球磨、干燥和研細(xì)處理后得坯料備用；其 中顆粒度小于65 μ m的坯料占坯料總質(zhì)量的90%以上；
[0023] 2)將步驟1)制備的坯料和顆粒度小于0. 125mm的成孔劑以質(zhì)量比100 : (5?20) 混合，得到混合料；
[0024] 3)將步驟2)制備的混合料放入糖衣機(jī)中進(jìn)行成球處理獲得生料球，成球過程中， 根據(jù)成球狀況以間歇式加入混合料，且在成球處理中將濃度為5%?25%的三聚磷酸鈉 水溶液間歇式噴至混合料上，獲得的生料球中三聚磷酸鈉水溶液的含量占生料球總質(zhì)量的 8 ?15% ;
[0025] 4)將步驟3)得到的生料球進(jìn)行過篩處理，并干燥，得到干燥生料球；
[0026] 5)將步驟4)得到的干燥生料球放入回轉(zhuǎn)窯中在900?1200°C下進(jìn)行燒成處理 3?5小時(shí)，后冷卻得到三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒。
[0027] -種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒，其表面燒結(jié)致密，內(nèi)部未燒結(jié)呈多孔狀， 吸水率小于5%，容重為1007. 5?1414. 87Kg/m3。
[0028] 所述成孔劑為煤粉。
[0029] 表1為實(shí)施例1至實(shí)施例12中各個(gè)組分的添加含量及燒成時(shí)間、溫度和制得物質(zhì) 的吸水率與容重。
[0030] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 取原料以質(zhì)量百分比計(jì)：〇% -65%的粉煤灰、35% -95%的粘土、O?65%的陶瓷廢 料和O?65%的粘土尾礦；將原料混合后進(jìn)行球磨、干燥和研細(xì)處理后得坯料備用；其中顆 粒度小于65 ii m的坯料占坯料總質(zhì)量的90%以上； 2) 將步驟1)制備的坯料和成孔劑以質(zhì)量比100 : (5?20)混合，得到混合料； 3) 將步驟2)制備的混合料進(jìn)行成球處理獲得生料球，且在成球處理中將濃度為5%? 25 %的三聚磷酸鈉水溶液噴至混合料上，獲得的生料球中三聚磷酸鈉水溶液的含量占生料 球總質(zhì)量的8?15% ; 4) 將步驟3)得到的生料球進(jìn)行過篩處理，并干燥，得到干燥生料球； 5) 將步驟4)得到的干燥生料球在900?1200°C下進(jìn)行燒成處理3?5小時(shí)，后冷卻 得到三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法，其特征 在于：所述的步驟2)中成孔劑為煤粉，顆粒度小于0. 125mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法，其特征 在于：步驟3)中三聚磷酸鈉水溶液為間歇式噴灑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法，其特征 在于：所述的步驟3)中成球過程中，根據(jù)成球狀況以間歇式加入混合料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法，其特征 在于：所述的步驟3)中成球處理的設(shè)備為糖衣機(jī)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法，其特征 在于：所述的步驟5)中燒成處理的設(shè)備為回轉(zhuǎn)窯。
7. 權(quán)利要求1所述的制備方法制得的三聚磷酸鈉表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒，其特征在 于：其表面燒結(jié)致密，內(nèi)部未燒結(jié)呈多孔狀，吸水率小于5%，容重為1007. 5?1414. 87Kg/ m3。
【文檔編號(hào)】C04B33/135GK104310952SQ201410514758
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】任強(qiáng), 魏騰躍, 武秀蘭, 何選盟, 霍哲哲, 王保興, 謝英民 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)