本發(fā)明涉及陶粒,具體涉及一種硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒。
背景技術(shù):
培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時(shí)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(shí),很難控制后期補(bǔ)水的水量,補(bǔ)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(huì)呈半流泥糊狀或泥漿狀,如果土壤沒有能夠及時(shí)得到補(bǔ)水,土壤又將會(huì)出現(xiàn)板結(jié)硬塊狀,都將會(huì)直接影響到植物的正常生長(zhǎng)。
隨著綠化工程質(zhì)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(zhì)。
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(zhì)黏土、頁巖或粉煤灰為主要原料,通過回轉(zhuǎn)窯高溫焙燒,經(jīng)膨化而成,由于其內(nèi)部呈蜂窩狀結(jié)構(gòu),因而具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸水率小等特點(diǎn),(詳見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):GBT17431.1-2010 輕集料及其試驗(yàn)方法)。
由于人造輕集料經(jīng)過高溫焙燒后,其表面形成一層釉質(zhì),雖然人造輕集料內(nèi)部呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)的微孔,但是,內(nèi)部蜂窩狀結(jié)構(gòu)的微孔是一種閉口孔,蜂窩狀結(jié)構(gòu)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(nèi)部幾乎不含有水分,將人造輕集料放進(jìn)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(guó)專利授權(quán)公告號(hào):CN 102503539 B,授權(quán)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(rùn)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(jīng)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(yùn)轉(zhuǎn)中的造粒機(jī)內(nèi)的小球表面,再將粉狀配料灑落在濕潤(rùn)的小球的表面,經(jīng)過多次重復(fù)的噴灑霧狀水溶液和將粉狀配料灑落在濕潤(rùn)的小球的表面,經(jīng)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(qiáng)度比較高的圓球形陶粒。
經(jīng)過焙燒后的圓球形陶粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊密,雖然圓球形陶粒強(qiáng)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(nèi)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(nèi)在質(zhì)量。
經(jīng)多次抽樣測(cè)試:市場(chǎng)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(zhì)陶粒,以適用于配制無土栽培基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)土。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中不足之處,提供一種硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒。
硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒由硅藻土、高粘凹凸棒石粘土、粉狀硅藻土發(fā)泡劑、活性白土廢渣、漂珠、輕質(zhì)氧化鎂、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、硫酸亞鐵和生石灰組成。
硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的生產(chǎn)方法:將硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的配料進(jìn)行攪拌混合、擠壓造粒、烘干、焙燒、保溫、篩分后密封包裝為硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒。
硅藻土是由單細(xì)胞水生植物硅藻的遺骸沉積所形成,這種硅藻的獨(dú)特性能在于能吸收水中的游離硅形成其骨骸,當(dāng)其生命結(jié)束后沉積,在一定的地質(zhì)條件下形成硅藻土礦床。硅藻土的顏色為白色、灰白色、灰色和淺灰褐色等,有細(xì)膩、松散、質(zhì)輕、多孔、吸水性和滲透性強(qiáng)的性質(zhì)。硅藻土比表面積大,空隙呈有規(guī)律分布,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,是一種天然納米孔徑無定形硅質(zhì)材料,本發(fā)明選用硅藻土的粒度≤0.074毫米。
高粘凹凸棒石粘土是以凹凸棒石粘土為原料,經(jīng)破碎、浸泡、添加、輥壓、干燥、粉碎等工藝制得的一種天然產(chǎn)品,具有較高粘度的優(yōu)良粘結(jié)劑,主要用于精細(xì)化工、建材、石油化工、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等行業(yè),以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和功效,本發(fā)明選用高粘凹凸棒石粘土的動(dòng)力粘度≥2200 mPa·s,產(chǎn)品質(zhì)量需要符合JC/T 2266-2014 凹凸棒石粘土制品的標(biāo)準(zhǔn),本發(fā)明選用高粘凹凸棒石粘土的粒度≤0.074毫米。
粉狀硅藻土發(fā)泡劑具有發(fā)泡能力強(qiáng)、發(fā)泡倍數(shù)高、單位體積產(chǎn)泡量大、泡沫外膜韌性好不易破碎,泡沫穩(wěn)定性好、可長(zhǎng)時(shí)間不消泡、泡沫細(xì)膩、在介質(zhì)內(nèi)生成的孔洞大小均勻、泌水量低和使用介質(zhì)的相容性好等優(yōu)點(diǎn),本發(fā)明選用粉狀硅藻土發(fā)泡劑的粒度≤0.074毫米。
活性白土是一種無臭、無味、無毒的白色或米色粉末或顆粒,經(jīng)脫色以后的活性白土失去了活性即成為活性白土廢渣,一些油廠都將這些活性白土廢渣丟棄,如果得不到及時(shí)處理,活性白土廢渣內(nèi)的脂類有機(jī)質(zhì)發(fā)酵后產(chǎn)生霉變和惡臭,不僅資源浪費(fèi),污染環(huán)境及地下水質(zhì),而且易引起火災(zāi),將對(duì)社會(huì)和企業(yè)造成一定的損失,本發(fā)明選用活性白土廢渣的粒度≤0.149毫米。
漂珠是一種能浮于水面的硅藻土空心球,呈灰白色,壁薄中空,具有顆粒細(xì)、中空、質(zhì)輕、高強(qiáng)、耐磨、耐高溫、保溫絕緣、絕緣阻燃等多種功能,本發(fā)明選用漂珠的粒度≤0.149毫米。
輕質(zhì)氧化鎂為白色輕質(zhì)疏松無定型粉末,無臭無味,無毒。暴露在空氣中極易吸收水分和二氧化碳,屬于氣硬性的膠結(jié)材料,本發(fā)明選用輕質(zhì)氧化鎂的粒度≤0.074毫米。
珍珠巖經(jīng)膨脹而成為一種輕質(zhì)、多功能新型材料,具有表觀密度輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn),本發(fā)明選用膨脹珍珠巖的粒度≤0.25毫米。
蛭石經(jīng)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。
無水硫酸亞鐵是白色粉末,含結(jié)晶水的硫酸亞鐵是淺綠色晶體,10%水溶液的硫酸亞鐵對(duì)石蕊呈酸性,pH值約為3.7,在本發(fā)明中,硫酸亞鐵用于調(diào)整硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的pH值。
石灰又稱生石灰,石灰具有較強(qiáng)的堿性,是一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無機(jī)膠凝材料,在本發(fā)明中,生石灰用于調(diào)整硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的pH值,本發(fā)明選用生石灰的粒度≤0.074毫米。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
1、硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成:硅藻土15~55%、高粘凹凸棒石粘土5~20%、粉狀硅藻土發(fā)泡劑5~15%、活性白土廢渣2~10%、漂珠2~8%、輕質(zhì)氧化鎂1~5%、膨脹珍珠巖0.5~3%、膨脹蛭石0.5~3%、硫酸亞鐵0~5%、生石灰0~5%和水5~40%。
2、硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的生產(chǎn)方法:
⑴將硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的配料輸入已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)的攪拌混合機(jī)中,攪拌混合為硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的混合物;⑵將硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的混合物輸送到擠壓造粒機(jī)中,擠壓造粒為不同形狀的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品;⑶將硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品,輸送到回轉(zhuǎn)式烘干爐中進(jìn)行烘干,烘干溫度控制在150~250℃,烘干時(shí)間控制在1~4小時(shí);⑷將烘干后的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到回轉(zhuǎn)式焙燒爐中焙燒,燃燒室的溫度控制在900~950℃,焙燒時(shí)間控制在1~3小時(shí);⑸將焙燒后的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品,輸入不銹鋼圓筒庫(kù)中保溫,保溫時(shí)間控制在8~24小時(shí);⑹將保溫冷卻后的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到振動(dòng)篩中進(jìn)行篩分,篩分后密封包裝為硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒成品;⑺擠壓造粒為不同形狀的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品,是指根據(jù)設(shè)計(jì)需要,分別擠壓造粒為圓球形、圓柱形、梅花形的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品。
粉狀硅藻土發(fā)泡劑是采用由本發(fā)明人于2013年05月27日申請(qǐng)的“粉狀硅藻土發(fā)泡劑”,中國(guó)專利授權(quán)公告號(hào)為:CN 103265307B,授權(quán)公告日:2014年03月26日。
高粘凹凸棒石粘土具有獨(dú)特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質(zhì)和較高的吸附能力,并具有一定的可塑性及粘結(jié)力,高粘凹凸棒石粘土的動(dòng)力粘度≥2200 mPa·s,附著力好,有利于原料之間的粘結(jié),增加硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的強(qiáng)度和吸附能力。
活性白土廢渣在焙燒過程中,活性白土廢渣內(nèi)的脂類和有機(jī)質(zhì)共同參加硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的焙燒,提高了燃燒氣流的熱量,不但能節(jié)省能源,還有利于硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的內(nèi)部能完全燒透,增加硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒內(nèi)部的孔隙率,以確保硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的質(zhì)量。
粉狀硅藻土發(fā)泡劑在攪拌混合為硅藻土輕質(zhì)通孔陶?;旌衔飼r(shí),將會(huì)產(chǎn)生一定量的氣泡,有利于增加硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒表面和內(nèi)部的孔隙率。
漂珠、輕質(zhì)氧化鎂、膨脹珍珠巖和膨脹蛭石能降低硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的堆積密度,增加硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒表面和內(nèi)部的孔隙率。
生石灰具有較強(qiáng)的堿性,不但可以調(diào)節(jié)硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的pH值,還能增加硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的強(qiáng)度。
擠壓造粒后的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品含水率大于30%,直接輸送到回轉(zhuǎn)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(jié)固化,而內(nèi)部的水蒸汽很難快速蒸發(fā)出來,陶粒半成品將會(huì)產(chǎn)生爆裂,而且也不能將陶粒半成品內(nèi)部燒透。
本發(fā)明先將硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到回轉(zhuǎn)式烘干爐中緩慢進(jìn)行烘干,烘干溫度控制在150~250℃,再將烘干后的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到回轉(zhuǎn)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(huì)產(chǎn)生爆裂。
焙燒后的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品內(nèi)在溫度仍然高達(dá)700℃以上,將焙燒后的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸入不銹鋼圓筒庫(kù)中保溫,可以利用自身的余熱,繼續(xù)對(duì)硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品均勻加熱,不但能確保將硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒內(nèi)部完全燒透,還能起到均勻散布熱量的作用,提高硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的內(nèi)在質(zhì)量。
硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒表面和內(nèi)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,硅藻土輕質(zhì)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?qū)⑻樟?nèi)部完全燒透,并能增加陶粒的有效比表面積、強(qiáng)度和降低堆積密度。
硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的外觀形狀設(shè)計(jì)為圓球形、圓柱形、梅花形等多種形狀,有利于增加硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒相互之間的空隙率和降低硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的堆積密度。
硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒表面和內(nèi)部有大量相互連通的微孔,放進(jìn)水中將會(huì)迅速沉入水底,在吸入大量水分的同時(shí),將硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒內(nèi)部微孔中的空氣置換出來。
雖然硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的吸水率較高,即使吸水率≥80%時(shí),硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒表面只是一種濕潤(rùn)的狀態(tài),并沒有明顯的水滲漏出來,將硅藻土輕質(zhì)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,硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒在干燥狀態(tài)下沒有粉塵,長(zhǎng)年浸泡在水中也不會(huì)產(chǎn)生崩解。
硅藻土輕質(zhì)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(zhì)強(qiáng)度好、微孔和大孔為一體的特點(diǎn)。
為了確保植物的正常生長(zhǎng)發(fā)育,將水、液態(tài)的有機(jī)肥或無機(jī)肥噴灑在硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒中,也可以將硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒浸泡在水、有機(jī)肥或無機(jī)肥的溶液中,硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒吸收儲(chǔ)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(shí),植物的根部將會(huì)從硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒里吸收水或液態(tài)肥的營(yíng)養(yǎng)成分,確保植物生長(zhǎng)發(fā)育好,成活率高和壽命更長(zhǎng),并能大大減少補(bǔ)水的次數(shù)。
硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒適用于配制無土栽培基質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)土。
附圖說明
圖1是圓球形硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒示意圖,圖2是圓球形硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒A-A剖面圖;圖3是圓柱形硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒示意圖,圖4是圓柱形硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒B-B剖面圖;圖5是梅花形硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒示意圖,圖6是梅花形硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒C-C剖面圖。
如圖所示:1是圓球形硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的通孔,2是圓柱形硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的通孔,3是梅花形硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的通孔。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
1、硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成:硅藻土40%、高粘凹凸棒石粘土8%、粉狀硅藻土發(fā)泡劑8%、活性白土廢渣6%、漂珠4%、輕質(zhì)氧化鎂3%、膨脹珍珠巖1%、膨脹蛭石0.5%、硫酸亞鐵1.5%、生石灰0%和水28%。
2、硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的生產(chǎn)方法:⑴將硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的配料輸入已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)的攪拌混合機(jī)中,攪拌混合為硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的混合物;⑵將硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒的混合物輸送到擠壓造粒機(jī)中,擠壓造粒為不同形狀的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品;⑶將硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品,輸送到回轉(zhuǎn)式烘干爐中進(jìn)行烘干,烘干溫度控制在200~220℃,烘干時(shí)間控制在2小時(shí);⑷將烘干后的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到回轉(zhuǎn)式焙燒爐中焙燒,燃燒室的溫度控制在940~950℃,焙燒時(shí)間控制在1小時(shí);⑸將焙燒后的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品,輸入不銹鋼圓筒庫(kù)中保溫,保溫時(shí)間控制在16小時(shí);⑹將保溫冷卻后的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到振動(dòng)篩中進(jìn)行篩分,篩分后密封包裝為硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒成品;⑺擠壓造粒為不同形狀的硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品,是指根據(jù)設(shè)計(jì)需要,擠壓造粒為圓球形硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒半成品。
圓球形硅藻土輕質(zhì)通孔陶粒平均堆積密度為650kg/m3,吸水率為90%。