本發(fā)明涉及陶粒，具體涉及一種甘蔗渣輕質通孔陶粒。

背景技術：

培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時使用的土壤，大多是采用就地附近的泥土，再添加一些草木灰或泥炭土攪拌在一起的，這些土壤的含水率在12～20％，還含有大量的有害病菌。

采用這些土壤培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時，很難控制后期補水的水量，補水后的土壤含水率超過30％以上，土壤中的水分含量比較高，土壤將會呈半流泥糊狀或泥漿狀，如果土壤沒有能夠及時得到補水，土壤又將會出現(xiàn)板結硬塊狀，都將會直接影響到植物的正常生長。

隨著綠化工程質量要求的不斷提高，也常采用粉煤灰陶粒、粘土陶粒、頁巖陶粒和花卉陶粒等材料為無土栽培基質。

粉煤灰陶粒、粘土陶粒和頁巖陶粒是一種人造輕集料，采用優(yōu)質黏土、頁巖或粉煤灰為主要原料，通過回轉窯高溫焙燒，經膨化而成，由于其內部呈蜂窩狀結構，因而具有輕質、高強、導熱系數(shù)低、吸水率小等特點，（詳見國家標準：GBT17431.1-2010 輕集料及其試驗方法）。

由于人造輕集料經過高溫焙燒后，其表面形成一層釉質，雖然人造輕集料內部呈蜂窩狀結構的微孔，但是，內部蜂窩狀結構的微孔是一種閉口孔，蜂窩狀結構的微孔不僅彼此之間不連通，而且與外界相隔絕，吸水率較低，人造輕集料內部幾乎不含有水分，將人造輕集料放進水體中，只能漂浮于水的表面，因此，人造輕集料只能撒在土壤的表層，做為一種裝飾，并不能直接用于種植各種苗木、花卉和蔬菜等植物。

中國專利授權公告號：CN 102503539 B，授權公告日：2013年04月17日，名稱為“圓球形凹凸棒花卉陶?！?，公開了“一種圓球形凹凸棒花卉陶粒，圓球形凹凸棒花卉陶粒由高粘凹凸棒石粘土粉、凹凸棒石粘土尾礦粉、紅色膨潤土粉、污泥、硅藻土尾礦粉和稻殼粉組成。將圓球形凹凸棒花卉陶粒的配料經過混合、造粒、焙燒、冷卻和篩分包裝為圓球形凹凸棒花卉陶?！?。

圓球形陶粒制備工藝：在造粒過程中，先將粉狀配料加工成一種小于0.5毫米的小球，然后將配制好的霧狀水溶液，噴灑在運轉中的造粒機內的小球表面，再將粉狀配料灑落在濕潤的小球的表面，經過多次重復的噴灑霧狀水溶液和將粉狀配料灑落在濕潤的小球的表面，經過一層又一層的包裹，小球的體積不斷增大，最終完成造粒的全過程，制備成一種強度比較高的圓球形陶粒。

經過焙燒后的圓球形陶粒內部結構更加緊密，雖然圓球形陶粒強度比較高，但是造成了有效比表面積小，比重和堆積密度都比較大，從而降低了圓球形陶粒的吸附能力和吸水率。

圓球形凹凸棒花卉陶粒是一種圓球形陶粒，在焙燒過程中，圓球形凹凸棒花卉陶粒內部很難能完全燒透，直接影響到圓球形凹凸棒花卉陶粒的內在質量。

經多次抽樣測試：市場上銷售的人造輕集料平均堆積密度≥800kg/m3,平均吸水率≤18％，普通土壤平均堆積密度≥1020kg/m3，平均吸水率≤26％，圓球形凹凸棒花卉陶粒平均堆積密度≥850kg/m3,平均吸水率≤50％。

相比之下，這幾種陶粒的堆積密度都比較大，吸水率比較小，用戶希望能發(fā)明一種堆積密度≤800kg/m3，吸水率≥65％的輕質陶粒，以適用于配制無土栽培基質和營養(yǎng)土。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中不足之處，提供一種甘蔗渣輕質通孔陶粒。

甘蔗渣輕質通孔陶粒由甘蔗渣、膨潤土、高粘凹凸棒石粘土、粉狀膨潤土發(fā)泡劑、空心微珠、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、輕質碳酸鈣和生石灰組成。

甘蔗渣輕質通孔陶粒的生產方法：將甘蔗渣輕質通孔陶粒的配料進行攪拌混合、擠壓造粒、烘干、焙燒、保溫、篩分后密封包裝為甘蔗渣輕質通孔陶粒。

甘蔗是制糖的主要原料之一，經過榨糖之后剩下的甘蔗渣中含有50%左右的纖維，甘蔗渣纖維的長度約為0.65－2.17mm，寬度是21－28μm，甘蔗渣具有質地疏松、顆粒粗、通氣孔隙度大、有機物質含量豐富、酸性大，本發(fā)明選用粉碎后的甘蔗渣，甘蔗渣纖維的長度≤1.25毫米。

膨潤土是以蒙脫石為主的含水粘土礦，由于它具有特殊的性質，如膨潤性、粘結性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽離子交換性，膨潤土具有較強的吸濕性和膨脹性，可吸附8～15倍于自身體積的水量，體積膨脹可達數(shù)倍至30倍，本發(fā)明選用膨潤土的粒度≤0.074毫米。

高粘凹凸棒石粘土是以凹凸棒石粘土為原料，經破碎、浸泡、添加、輥壓、干燥、粉碎等工藝制得的一種天然產品，具有較高粘度的優(yōu)良粘結劑，主要用于精細化工、建材、石油化工、農業(yè)、環(huán)保等行業(yè)，以提高產品的質量和功效，本發(fā)明選用高粘凹凸棒石粘土的動力粘度≥2200 mPa·s，產品質量需要符合JC/T 2266-2014 凹凸棒石粘土制品的標準；本發(fā)明選用高粘凹凸棒石粘土的粒度≤0.074毫米。

粉狀膨潤土發(fā)泡劑具有發(fā)泡能力強、發(fā)泡倍數(shù)高、單位體積產泡量大、泡沫外膜韌性好不易破碎，泡沫穩(wěn)定性好、可長時間不消泡、泡沫細膩、在介質內生成的孔洞大小均勻、泌水量低和使用介質的相容性好等優(yōu)點，本發(fā)明選用粉狀膨潤土發(fā)泡劑的粒度≤0.074毫米。

空心微珠外觀為灰白色，是一種松散、流動性好的粉體材料，空心微珠比重小、表面光滑、強度大、易分散，本發(fā)明選用空心微珠的粒度≤0.149毫米。

珍珠巖經膨脹而成為一種輕質、多功能新型材料，具有表觀密度輕、導熱系數(shù)低、化學穩(wěn)定性好等特點，本發(fā)明選用膨脹珍珠巖的粒度≤0.25毫米。

蛭石經過高溫焙燒后，其體積能迅速膨脹數(shù)倍至數(shù)十倍，體積膨脹后的蛭石叫膨脹蛭石，是世界上最輕的礦物之一，本發(fā)明膨脹蛭石的粒度≤0.149毫米。

輕質碳酸鈣是一種白色粉末，無氣味，無味，輕質碳酸鈣顆粒微細、表面較粗糙，比表面積大，本發(fā)明選用輕質碳酸鈣的粒度≤0.074毫米。

石灰又稱生石灰，石灰具有較強的堿性，在常溫下，能與玻璃態(tài)的活性氧化硅或活性氧化鋁反應，生成有水硬性的產物，產生膠結，本發(fā)明生石灰的粒度≤0.074毫米。

本發(fā)明通過下述技術方案予以實現(xiàn)：

1、甘蔗渣輕質通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成：甘蔗渣10～40％、膨潤土5～30％、高粘凹凸棒石粘土0～25％、粉狀膨潤土發(fā)泡劑2～15％、空心微珠1～10％、膨脹珍珠巖0.5～5％、膨脹蛭石0.5～5％、輕質碳酸鈣1～5％、生石灰0～5％和水5～30％。

2、甘蔗渣輕質通孔陶粒的生產方法：⑴將甘蔗渣輕質通孔陶粒的配料輸入已經運轉的攪拌混合機中，攪拌混合為甘蔗渣輕質通孔陶粒的混合物；⑵將甘蔗渣輕質通孔陶粒的混合物輸送到擠壓造粒機中，擠壓造粒為不同形狀的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品；⑶將甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品，輸送到回轉式烘干爐中進行烘干，烘干溫度控制在150～250℃，烘干時間控制在1～4小時；⑷將烘干后的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品輸送到回轉式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在900～950℃，焙燒時間控制在1～3小時；⑸將焙燒后的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品，輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，保溫時間控制在8～24小時；⑹將保溫冷卻后的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品輸送到振動篩中進行篩分，篩分后密封包裝為甘蔗渣輕質通孔陶粒成品；⑺擠壓造粒為不同形狀的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品，是指根據(jù)設計需要，分別擠壓造粒為圓球形、圓柱形、梅花形的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品。

甘蔗渣輕質通孔陶粒在焙燒過程中，甘蔗渣內的有機質、纖維素、半纖維素和木質素燃燒后提高了燃燒氣流的熱量，不但能節(jié)省能源，有利于甘蔗渣輕質通孔陶粒的內部能完全燒透，還能增加鉀、鈣、磷、鎂和微量元素等營養(yǎng)成分，提高甘蔗渣輕質通孔陶粒內部的孔隙率，以確保甘蔗渣輕質通孔陶粒的質量。

膨潤土具有特殊的性質，如膨潤性、粘結性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽離子交換性，有利于原料之間的粘結，增加甘蔗渣輕質通孔陶粒的強度和吸附能力。

高粘凹凸棒石粘土具有獨特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質和較高的吸附能力，并具有一定的可塑性及粘結力，高粘凹凸棒石粘土的動力粘度≥2200 mPa·s，附著力好，有利于原料之間的粘結，增加甘蔗渣輕質通孔陶粒的強度和吸附能力。

粉狀膨潤土發(fā)泡劑是采用由本發(fā)明人于2013年05月27日申請的“粉狀膨潤土發(fā)泡劑”，中國專利授權公告號為：CN 103265214 B，授權公告日：2014年12月10日。

粉狀膨潤土發(fā)泡劑在攪拌混合為甘蔗渣輕質通孔陶粒混合物時，將會產生一定量的氣泡，有利于增加甘蔗渣輕質通孔陶粒表面和內部的孔隙率。

空心微珠、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和輕質碳酸鈣能降低甘蔗渣輕質通孔陶粒的堆積密度，增加甘蔗渣輕質通孔陶粒內部的孔隙率。

生石灰具有較強的堿性，不但可以調節(jié)甘蔗渣輕質通孔陶粒的pH值,還能增加甘蔗渣輕質通孔陶粒的強度。

擠壓造粒后的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品含水率大于30％，直接輸送到回轉式焙燒爐中高溫焙燒，在高溫焙燒過程中，陶粒半成品的表面先開始燒結固化，而內部的水蒸汽很難快速蒸發(fā)出來，陶粒半成品將會產生爆裂，而且也不能將陶粒半成品內部燒透。

本發(fā)明先將甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品輸送到回轉式烘干爐中緩慢進行烘干，烘干溫度控制在150～250℃，再將烘干后的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品輸送到回轉式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在900～950℃，可以確保在焙燒過程中將陶粒燒透，不會產生爆裂。

焙燒后的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品內在溫度仍然高達700℃以上，將焙燒后的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，可以利用自身的余熱，繼續(xù)對甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品均勻加熱，不但能確保將甘蔗渣輕質通孔陶粒內部完全燒透，還能起到均勻散布熱量的作用，提高甘蔗渣輕質通孔陶粒的內在質量。

甘蔗渣輕質通孔陶粒表面和內部有大量的微孔，是一種開口孔，開口孔不僅彼此貫通還與外界相通，甘蔗渣輕質通孔陶粒中心的大孔是一種通孔，有利于在焙燒過程中，能夠將陶粒內部完全燒透，并能增加陶粒的有效比表面積、強度和降低堆積密度。

甘蔗渣輕質通孔陶粒的外觀形狀設計為圓球形、圓柱形、梅花形等多種形狀，有利于增加甘蔗渣輕質通孔陶粒相互之間的空隙率和降低甘蔗渣輕質通孔陶粒的堆積密度。

甘蔗渣輕質通孔陶粒表面和內部有大量相互連通的微孔，放進水中將會迅速沉入水底，在吸入大量水分的同時，將甘蔗渣輕質通孔陶粒內部微孔中的空氣置換出來。

雖然甘蔗渣輕質通孔陶粒的吸水率較高，即使吸水率≥80％時，甘蔗渣輕質通孔陶粒表面只是一種濕潤的狀態(tài)，并沒有明顯的水滲漏出來，將甘蔗渣輕質通孔陶粒堆積在一起，相互之間形成眾多的空隙，透氣性能好，甘蔗渣輕質通孔陶粒在干燥狀態(tài)下沒有粉塵，長年浸泡在水中也不會產生崩解。

甘蔗渣輕質通孔陶粒具有比表面積大、堆積密度小、吸水率高、透氣性能優(yōu)越、外觀造型美觀無異味、沒有有害病菌、輕質強度好、微孔和大孔為一體的特點。

為了確保植物的正常生長發(fā)育，將水、液態(tài)的有機肥或無機肥噴灑在甘蔗渣輕質通孔陶粒中，也可以將甘蔗渣輕質通孔陶粒浸泡在水、有機肥或無機肥的溶液中，甘蔗渣輕質通孔陶粒吸收儲存一定量的水或液態(tài)肥后取出，用于培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時，植物的根部將會從甘蔗渣輕質通孔陶粒里吸收水或液態(tài)肥的營養(yǎng)成分，確保植物生長發(fā)育好，成活率高和壽命更長，并能大大減少補水的次數(shù)。

甘蔗渣輕質通孔陶粒適用于配制無土栽培基質和營養(yǎng)土。

附圖說明

圖1是圓球形甘蔗渣輕質通孔陶粒示意圖，圖2是圓球形甘蔗渣輕質通孔陶粒A-A剖面圖；圖3是圓柱形甘蔗渣輕質通孔陶粒示意圖，圖4是圓柱形甘蔗渣輕質通孔陶粒B-B剖面圖；圖5是梅花形甘蔗渣輕質通孔陶粒示意圖，圖6是梅花形甘蔗渣輕質通孔陶粒C-C剖面圖。

如圖所示：1是圓球形甘蔗渣輕質通孔陶粒的通孔，2是圓柱形甘蔗渣輕質通孔陶粒的通孔，3是梅花形甘蔗渣輕質通孔陶粒的通孔。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述：

1、甘蔗渣輕質通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成：甘蔗渣22％、高粘凹凸棒石粘土20％、膨潤土16％、粉狀膨潤土發(fā)泡劑10％、空心微珠4％、膨脹珍珠巖1％、膨脹蛭石1％、輕質碳酸鈣3％、生石灰3％和水20％。

2、甘蔗渣輕質通孔陶粒的生產方法：⑴將甘蔗渣輕質通孔陶粒的配料輸入已經運轉的攪拌混合機中，攪拌混合為甘蔗渣輕質通孔陶粒的混合物；⑵將甘蔗渣輕質通孔陶粒的混合物輸送到擠壓造粒機中，擠壓造粒為不同形狀的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品；⑶將甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品，輸送到回轉式烘干爐中進行烘干，烘干溫度控制在200～220℃，烘干時間控制在2小時；⑷將烘干后的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品輸送到回轉式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在940～950℃，焙燒時間控制在1小時；⑸將焙燒后的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品，輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，保溫時間控制在16小時；⑹將保溫冷卻后的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品輸送到振動篩中進行篩分，篩分后密封包裝為甘蔗渣輕質通孔陶粒成品；⑺擠壓造粒為不同形狀的甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品，是指根據(jù)設計需要，擠壓造粒為梅花形甘蔗渣輕質通孔陶粒半成品。

梅花形甘蔗渣輕質通孔陶粒平均堆積密度為700kg/m3，吸水率為82％。