本發(fā)明涉及粉煤灰處理及資源化利用
技術領域：
，具體地涉及一種超輕高強粉煤灰輕集料。
背景技術：
：粉煤灰是燃煤發(fā)電的固體廢棄物，我國2015年產(chǎn)量6億多噸，綜合利用率約為70%，累計積存量30多億噸，成為我國當前排量較大的工業(yè)廢渣之一。大量的粉煤灰不加處理，就會產(chǎn)生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。而將粉煤灰資源化利用受到國家和各地方政府的大力支持；2、陶粒具有優(yōu)異的性能，如密度低、筒壓強度高、孔隙率高，軟化系數(shù)高、抗凍性良好、抗堿集料反應性優(yōu)異等。特別由于陶粒密度小，內(nèi)部多孔，形態(tài)、成分較均一，且具一定強度和堅固性，因而具有質輕，耐腐蝕，抗凍，抗震和良好的隔絕性等多功能特點。利用陶粒這些優(yōu)異的性能，可以將它廣泛應用與建材、園藝、食品飲料、耐火保溫材料、化工、石油等部門，應用領域越來越廣，還在繼續(xù)擴大；3、粘土作為陶粒生產(chǎn)最優(yōu)原料之一，但因為破壞耕地，已經(jīng)被國家明令禁止；頁巖為原料生產(chǎn)工藝比粘土陶粒和粉煤灰陶粒復雜，頁巖需要進行開采然后粉磨，燒脹溫度要高出粘土陶粒200℃甚至更高，因此頁巖陶粒生產(chǎn)成本最高；其次燒結陶粒浪費能源，而且在燒制過程中排放燃料廢棄物，造成環(huán)境污染。以粉煤灰為原料生產(chǎn)免燒高強陶粒，能夠節(jié)約資源、降低成本；4、截至2011年，中國城市固體生活垃圾存量已達70億噸，可推算建筑垃圾總量為21億至28億噸，每年新產(chǎn)生建筑垃圾超過3億噸。然而，絕大部分建筑垃圾未經(jīng)任何處理，便被施工單位運往郊外或鄉(xiāng)村，露天堆放或填埋，耗用大量的征用土地費、垃圾清運費等建設經(jīng)費。同時，清運和堆放過程中的遺撒和粉塵、灰砂飛揚等問題又造成了嚴重的環(huán)境污染。5、申請?zhí)枮?00110012911的中國專利《具有表面反應活性的高強輕集料及其制備方法》中提出利用石灰石粉、黏土、螢石粉和石膏粉等原料制作出粒徑為5-25mm的輕集料，堆積密度為850kg/m3，筒壓強度達到6MPa，堆積密度/筒壓強度為141.67。該方法制作的輕集料使用了黏土，筒壓強度較高，但不輕質。6、申請?zhí)枮?01210282957.0的中國專利《一種陳腐垃圾渣粉、粉煤灰陶粒及其制造方法》中提出利用陳腐垃圾粉料粉煤灰和煤粉等原材料制出輕集料，堆積密度759kg/m3，筒壓強度5.2MPa，堆積密度/筒壓強度為145.96。該方法制作的輕集料堆積密度偏高，筒壓強度較低，燒結溫度在1200—1280℃，燒結時間2-3小時，浪費能源。7、申請?zhí)枮?015096493.1的中國專利《一種粉煤灰包覆污泥陶粒及其制備方法》中提出以污泥為原材料，以頁巖、長石粉、發(fā)泡劑為輔料制備污泥陶粒，采用包覆的方式防止陶粒粘結，堆積密度554-800kg/m3，筒壓強度3-6MPa，堆積密度/筒壓強度為133.33—184.67。該方法制作陶粒，筒壓強度偏低。引用專利：1、申請?zhí)枮?01110143190.9的中國專利《復合、保溫、防火墻體材料用輕骨料及其生產(chǎn)方法》中提出一種包覆的生產(chǎn)方法，包括骨核，骨核外面包覆有中間層，中間層外面包覆有殼層。目前陶粒存在的問題有：1、低密度等級輕集料筒壓強度低，筒壓強度較高的輕集料堆積密度較高；2、產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，在一定范圍內(nèi)波動；3、燒結溫度偏高，能耗大。技術實現(xiàn)要素：針對目前制備陶粒存在的問題，本發(fā)明的目的是制備一種輕質高強的超輕高強粉煤灰輕集料，以及制備密度和筒壓強度可控、吸水率可控的超輕高強粉煤灰輕集料的制備工藝。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供了以下技術方案：一種超輕高強粉煤灰輕集料，包括內(nèi)核原料和外殼原料，內(nèi)核原料和外殼原料的重量分數(shù)比為5-10：1，內(nèi)核原料包括內(nèi)核固體原料和內(nèi)核液體原料，內(nèi)核液體原料為水，內(nèi)核液體原料的重量為內(nèi)核固體原料的3-8%；內(nèi)核固體原料包括：粉煤灰100重量份；輔料100重量份；增塑劑1-10重量份；外殼原料包括外殼固體原料和外殼液體原料，外殼液體原料為水，外殼液體原料的重量為外殼固體原料的3-8%；外殼固體原料包括：粉煤灰100重量份；增塑劑1-10重量份；助熔劑2-10重量份。所述增塑劑為白泥、黑泥、PVA、PMMA中的一種或幾種。所述輔料為片狀蛭石、秸稈、珍珠巖等中的一種或幾種。所述助熔劑為鉀長石、鈉長石、錳粉中的一種或幾種。其制備工藝包括步驟如下：1）稱量：分別稱取內(nèi)核固體原料和外殼固體原料；2）預濕：分別用內(nèi)核液體原料和外殼液體原料預濕內(nèi)核固體原料和外殼固體原料，形成內(nèi)核混合料和外殼混合料；3）造粒：將內(nèi)核混合料進行造粒，形成內(nèi)核顆粒；4）包覆：將內(nèi)核顆粒再次加入造粒機中，按比例投入外殼混合料包覆；5）固化：在80-200℃條件下使其固化；6）燒結：在45—90min內(nèi)升溫至900℃—1200℃，保溫10min；7）冷卻：迅速降溫至800℃后，在400—800℃緩慢降溫，隨后降溫至室溫得到超輕高強粉煤灰輕集料。步驟3）和步驟4）之間還通過篩分步驟，得到粒度均衡的內(nèi)核顆粒。步驟7）在400-800℃緩慢降溫的降溫速度為5-20℃/min。所述內(nèi)核固體原料和外殼固體原料的粒度都小于150μm。本產(chǎn)品可應用于制備C30-C50，容重為1200-1600kg/m3的超輕質混凝土，也可應用于磚塊，砌塊等建筑制品。本發(fā)明的優(yōu)點在于：1、產(chǎn)品輕質高強，密度等級為300-600kg/m3，筒壓強度可達4-8Mpa，遠超現(xiàn)有市場同等級陶粒。2、產(chǎn)品燒結溫度降低，節(jié)約能源，并且不用燒融產(chǎn)品，避免產(chǎn)品熔融粘結導致的破損，提高了良品率。3、輔料的添加量與溫度的控制能準確的調(diào)節(jié)產(chǎn)品的堆積密度與筒壓強度4、通過調(diào)節(jié)外殼的配方，可實現(xiàn)吸水率的準確控制5、產(chǎn)品預濕后造粒，沒有揚塵。6、產(chǎn)品沒有燒融，減少了煙塵的產(chǎn)生。附圖說明：圖1為本發(fā)明的制備工藝流程圖。具體實施方式為了更詳細地說明本發(fā)明，給出下述制備實例。但本發(fā)明的范圍并不局限于此。實施例1稱取內(nèi)核原料：粉煤灰807g，秸稈125g，白泥58g，PVA10g，以上固體原料混合得到混合料a；稱取外殼原料：粉煤灰90g，白泥10g，錳粉2.5g，以上固體原料混合得到混合料b；預濕：分別預濕固體原料a、b，水量約為固體料的5%；造粒：將混合料a進行造粒，形成顆粒；包覆：將顆粒再次投入造粒機中，加入混合料b進行包覆得到素坯；固化：素坯在一定條件下固化；溫度：100℃濕度：70-90%燒結：固化好的顆粒在70min內(nèi)勻速升溫至1160℃，保溫10min；在冷卻機中降至室溫得到實施例1的超輕高強粉煤灰輕集料。實施例2稱取內(nèi)核原料：粉煤灰760g，珍珠巖167g，黑泥6.3g，PMMA10g，以上固體原料混合得到混合料a；稱取外殼原料：粉煤灰90g，黑泥10g，鈉長石5g，以上固體原料混合得到混合料b；預濕：分別預濕固體原料a、b，水量約為固體料的5%；造粒：將混合料a進行造粒，形成顆粒；包覆：將顆粒再次投入造粒機中，加入混合料b進行包覆得到素坯；固化：素坯在一定條件下固化；溫度：150℃濕度：70-90%燒結：固化好的顆粒在55min內(nèi)勻速升溫至1080℃，保溫10min；在冷卻機中降至室溫得到實施例2的超輕高強粉煤灰輕集料。實施例3稱取內(nèi)核原料：粉煤灰750g，片狀蛭石200g，白泥15g，黑泥15g，PVA8g，PMMA12g，以上固體原料混合得到混合料a；稱取外殼原料：粉煤灰180g，白泥10g，黑泥10g，鉀長石10g，以上固體原料混合得到混合料b；預濕：分別預濕固體原料a、b，水量約為固體料的5%；造粒：將混合料a進行造粒，形成顆粒；包覆：將顆粒再次投入造粒機中，加入混合料b進行包覆得到素坯；固化：素坯在一定條件下固化；溫度：200℃濕度：70-90%燒結：固化好的顆粒在40min內(nèi)勻速升溫至975℃，保溫10min；在冷卻機中降至室溫得到實施例3的超輕高強粉煤灰輕集料。將實施例1-3制備的超輕高強粉煤灰輕集料樣品進行性能測試，結果如下表：堆積密度（kg/m3）筒壓強度（MPa）吸水率（%）實施例15907.55.3實施例24845.96.8實施例33554.39.2通過以上數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明的實施例1-3制備的超輕高強粉煤灰輕集料堆積密度低，筒壓強度高。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。當前第1頁1 2 3