本發(fā)明涉及一種煉制陶粒技術(shù)，特別是涉及一種利用高鋁硅酸鹽尾礦及爐渣制備陶粒的方法。

背景技術(shù)：

陶粒是一種新型建材，可作為混凝土的一種人造輕骨料。陶粒一般為粗糙的圓球型，具有堅(jiān)硬、保溫、隔熱、隔音等優(yōu)點(diǎn)，在抗凍性、吸水率、安定性、軟化系數(shù)等方面有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，已被廣泛用來配置各種用途的高強(qiáng)度低密度混凝土，根據(jù)需要可預(yù)制現(xiàn)澆各種水泥構(gòu)件。隨著人們對(duì)粉煤灰的深入研究及應(yīng)用使得粉煤灰的使用范圍更加廣泛，以致粉煤灰的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和利用價(jià)值更高，目前需求量最大的建材行業(yè)及礦山開采充填領(lǐng)域?qū)е路勖夯邑浽闯霈F(xiàn)供不應(yīng)求的緊張狀況，從而嚴(yán)重影響由粉煤灰為主要原料制造的陶粒生產(chǎn)和發(fā)展。

如申請(qǐng)?zhí)枮?3117803.7的“堿渣粉煤灰制陶砂陶粒的方法”的專利技術(shù)是將堿渣懸濁液與粉煤灰以0.25～0.7∶0.3～0.75比例通過濕法混合，陳化0.5～48小時(shí)后進(jìn)行固液分離得中間產(chǎn)品，再經(jīng)過造粒機(jī)內(nèi)造粒后養(yǎng)護(hù)7～28天得陶砂或陶粒。這項(xiàng)技術(shù)雖然對(duì)堿渣懸濁液進(jìn)行了開發(fā)利用，但這一方面仍然需要大量的粉煤灰供應(yīng)才能滿足生產(chǎn)陶砂或陶粒的需求，這顯然與粉煤灰市場貨源供應(yīng)緊缺相矛盾；另一方面該技術(shù)工藝復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，特別是制造出來的陶砂或陶粒強(qiáng)度低，一般只能適用于鹽灘地、鹵水地等地的回填，而不能作為人造輕骨料用于建材上。

又如專利號(hào)為03101869.6的“粉煤灰爐渣砼小型空心砌塊”的專利技術(shù)是將粉煤灰粘結(jié)劑、粉煤灰、爐渣、氫氧化鈣及水混合攪拌、振動(dòng)、擠壓及成型為小型空心砌塊磚。這項(xiàng)技術(shù)雖然對(duì)電廠爐渣進(jìn)行了廢物利用，但爐渣內(nèi)的含量最高的可達(dá)40％以上的可燃燒的碳被浪費(fèi)，同時(shí)結(jié)構(gòu)疏松的電廠爐渣直接用于擠壓成型空心砌磚以致爐渣的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于粉煤灰陶粒，故爐渣是不適于直接作為建材用的骨料；另外此項(xiàng)技術(shù)仍然需要使用大量的市場上貨源不足的粉煤灰原料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種工藝簡單、環(huán)保節(jié)能且產(chǎn)品性能良好的利用高鋁硅酸鹽尾礦及爐渣制備陶粒的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種利用高鋁硅酸鹽尾礦及爐渣制備陶粒的方法，包括下述步驟：

(1)生料球的制備：

按尾礦45kg～60kg、爐渣45kg～60kg、粘合劑8kg～12kg、填充劑8kg～12kg及活化劑2kg～4kg的重量份比例攪拌均勻后加少量的水混合，再用盤式成球機(jī)制成直徑6mm～24mm的圓球體即為生料球；

所述尾礦為高鋁硅酸鹽尾礦，高鋁硅酸鹽尾礦粒徑不超過45um；所述爐渣為電廠爐渣，電廠爐渣粒徑不超過45um；所述粘結(jié)劑為粘土，粘土粒徑不超過45um；所述填充劑為鋸末或硬質(zhì)泡沫塑料，鋸末或硬質(zhì)泡沫塑料的粒徑為0.08mm～0.2mm；所述活化劑為石灰，石灰的粒徑為0.01mm～0.04mm；

(2)生料球的燒結(jié)：

將生料球裝入燒結(jié)爐后用1100℃～1300℃的火焰3分鐘～5分鐘點(diǎn)燃燒結(jié)爐表層的生料球，燒結(jié)爐內(nèi)的表層生料球被燃燒后自燃而產(chǎn)生1200℃～1300℃的灼燒層；

燒結(jié)爐出料口端的抽風(fēng)機(jī)將空氣從燒結(jié)爐表層不斷吸入以助燃生料球并預(yù)熱灼燒層下部的生料球，使得灼燒層的生料球自身由外到內(nèi)得到燒結(jié)，又因灼燒層在燒結(jié)爐內(nèi)由表層向灼燒層下部的陶粒預(yù)熱層移動(dòng)而使得燒結(jié)爐內(nèi)的生料球逐步被燒結(jié)；

(3)陶粒冷卻成型：

因1200℃～1300℃高溫讓生料球內(nèi)的碳或碳?xì)浠衔锶紵蠓懦鯟O及CO₂氣體使得生料球膨脹并產(chǎn)生膨脹后的氣孔以及鋸末或硬質(zhì)泡沫塑料燃燒后并產(chǎn)生燃燒后的孔洞而成為低密度的陶粒，待燒結(jié)爐內(nèi)的灼燒層消失即燒結(jié)爐內(nèi)生料球上的碳及碳?xì)浠衔锉煌耆紵蟮奶樟＝?jīng)冷卻后再經(jīng)分篩機(jī)分級(jí)，冷卻成型后的陶粒堆積密度為500kg/m³～600kg/m³，陶粒筒壓強(qiáng)度為8mpa～10mpa。

所述生料球按高鋁硅酸鹽尾礦50kg、爐渣50kg、粘合劑10kg、填充劑10kg及活化劑3kg的重量份比例攪拌均勻加少量的水混合再用盤式成球機(jī)制成直徑6mm～24mm的圓球體，生料球的含碳量為4％～6％。

所述生料球按重量份計(jì)SiO₂40％～50％、Al₂O₃30％～35％、Fe₂O₃2％～4％、CaO 2％～4％及C5％，水少量。

本發(fā)明有益效果是：本發(fā)明的利用高鋁硅酸鹽尾礦及爐渣制備陶粒的方法工藝簡單，節(jié)能環(huán)保；高鋁硅酸鹽尾礦與含碳高的爐渣結(jié)合使得生料球的含碳量達(dá)到5％而適合于燒結(jié)陶粒的自燃燒結(jié)燃料的用量，即利用爐渣內(nèi)的剩余燃料而大大降低了燃料生產(chǎn)成本；高鋁硅酸鹽尾礦與爐渣混合后的SiO₂和Al₂O₃的含量符合高強(qiáng)度低密度陶粒中SiO₂和Al₂O₃的含量，從而保證了燒結(jié)后陶粒具備較高的筒壓強(qiáng)度被提高到8mpa～10mpa等優(yōu)點(diǎn)，超出一般原料制備的陶粒筒壓強(qiáng)度的二分之一倍至一倍；用鋸末作填充劑使得生料球在燒結(jié)過程中因鋸末自燃消失不但增加了陶粒內(nèi)部的孔洞數(shù)量，而且也因鋸末及爐渣中的碳共同燃燒后產(chǎn)生的氣體使得高溫下燒結(jié)的陶粒膨脹出現(xiàn)氣孔以致陶粒體積增大，因此極大地降低了陶粒密度；本發(fā)明制造陶粒的原料中沒有使用粉煤灰原料，解決了市場上粉煤灰原料短缺的問題。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的利用高鋁硅酸鹽尾礦及爐渣制備陶粒的方法作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的生料球剖示圖；

圖2是本發(fā)明的陶粒剖示圖；

圖3是本發(fā)明陶粒在燒結(jié)爐內(nèi)的燒結(jié)過程示意圖。

圖中：1、尾礦與爐渣混合料，2、鋸末顆粒，3、莫來石，4、氣孔，5、孔洞，6、冷卻層，7、灼燒層，8、預(yù)熱層。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一 利用高鋁硅酸鹽尾礦及爐渣制備陶粒的方法包括下述步驟：(1)生料球的制備：如圖1所示，尾礦與爐渣混合料1中均勻地分布有鋸末顆粒2，按尾礦45kg、爐渣45kg、粘合劑8kg、填充劑8kg及活化劑2kg的重量份比例攪拌均勻后加少量的水混合，再用盤式成球機(jī)制成直徑6mm～24mm的圓球體即為生料球，即生料球的重量份為SiO₂40％～50％、Al₂O₃30％～35％、Fe₂O₃2％～4％、CaO 2％～4％、C5％及少量水。尾礦為高鋁硅酸鹽尾礦，高鋁硅酸鹽尾礦粒徑不超過45um；爐渣為電廠爐渣，電廠爐渣粒徑不超過45um；粘結(jié)劑為粘土，粘土粒徑不超過45um；填充劑為鋸末或硬質(zhì)泡沫塑料，鋸末或硬質(zhì)泡沫塑料的粒徑為0.08mm～0.2mm；所述活化劑為石灰，石灰的粒徑為0.01mm～0.04mm。

(2)生料球的燒結(jié)：如圖3所示，將生料球裝入燒結(jié)爐后用1100℃～1300℃的火焰3分鐘～5分鐘點(diǎn)燃燒結(jié)爐表層的生料球，燒結(jié)爐內(nèi)表層生料球被燃燒后自燃而產(chǎn)生1200℃～1300℃的灼燒層7。燒結(jié)爐出料口端的抽風(fēng)機(jī)將空氣從燒結(jié)爐表層不斷吸入以助燃生料球并預(yù)熱灼燒層7下部的生料球，使得灼燒層的生料球自身由外到內(nèi)得到燒結(jié)，又因灼燒層7在燒結(jié)爐內(nèi)由表層向灼燒層下部的陶粒預(yù)熱層8移動(dòng)而使得燒結(jié)爐內(nèi)的生料球逐步被燒結(jié)，在燒結(jié)爐內(nèi)被灼燒層7燒結(jié)后的陶粒層就成為陶粒冷卻層6。

(3)陶粒冷卻成型：因1200℃～1300℃高溫讓生料球內(nèi)的碳或碳?xì)浠衔锶紵蠓懦鯟O及CO₂氣體使得生料球膨脹并產(chǎn)生膨脹后的氣孔4以及鋸末或硬質(zhì)泡沫塑料燃燒后并產(chǎn)生燃燒后的孔洞5而成為低密度的陶粒，待燒結(jié)爐內(nèi)的灼燒層消失即燒結(jié)爐內(nèi)生料球上的碳及碳?xì)浠衔锉煌耆紵蟮奶樟＝?jīng)冷卻后再經(jīng)分篩機(jī)分級(jí)，冷卻成型后的陶粒堆積密度為500kg/m³，陶粒的筒壓強(qiáng)度達(dá)到8mpa。如圖2所示，生料球中的SiO₂和Al₂O₃在高溫下熔融經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)后形成的針狀莫來石3，莫來石3交織分布在陶粒的氣孔4和孔洞5周圍而成為陶粒內(nèi)部網(wǎng)狀骨架。

實(shí)施例二 利用高鋁硅酸鹽尾礦及爐渣制備陶粒的方法中的生料球的制備按尾礦50kg、爐渣50kg、粘合劑10kg、填充劑10kg及活化劑3kg的重量份比例攪拌均勻后加少量的水混合，再用盤式成球機(jī)制成直徑6mm～24mm的圓球體即為生料球，其它方法及步驟與實(shí)施例一的方法及步驟相同。冷卻成型后的陶粒堆積密度為600kg/m³，陶粒筒壓強(qiáng)度達(dá)到10mpa。

實(shí)施例三 利用高鋁硅酸鹽尾礦及爐渣制備陶粒的方法中的生料球的制備按尾礦60kg、爐渣60kg、粘合劑12kg、填充劑12kg及活化劑4kg的重量份比例攪拌均勻后加少量的水混合，再用盤式成球機(jī)制成直徑6mm～24mm的圓球體即為生料球，其它方法及步驟與實(shí)施例一的方法及步驟相同。冷卻成型后的陶粒堆積密度為550kg/m³，陶粒筒壓強(qiáng)度達(dá)到9mpa。