一種鎳渣粉燒制的輕質(zhì)高強陶粒及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑材料，特別指一種鎳渣粉燒制的輕質(zhì)高強陶粒及其制備工
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【背景技術(shù)】
[0002]陶粒是一種人造輕質(zhì)粗集料，通常是在一定溫度(一般是高溫)下處理，使原料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)釋放氣體，產(chǎn)生氣孔和膨脹，冷卻后形成輕質(zhì)多孔、有一定強度的球形或橢圓形硅酸鹽球體。陶粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征呈細密蜂窩狀微孔。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(yīng)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(zhì)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(yīng)用于建材、園藝、食品飲料、耐火保溫材料、化工、石油等部門，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，還在繼續(xù)擴大。
[0003]鎳渣粉、高嶺土尾礦和鋁廠污泥是我國目前排放量較大的三種廢棄物，長期以來，這些廢棄物的再利用率低下，且工藝復(fù)雜、成本高昂、應(yīng)用面窄，大量固體廢棄物仍然長期堆放，不僅占用大量土地，對大氣環(huán)境和地下水資源造成了極其惡劣的影響。目前國內(nèi)外對高嶺土尾礦、鎳渣粉和高嶺土尾礦廢棄物的利用已進行相關(guān)研究，但未見利用鎳渣粉、高嶺土尾礦和鋁廠污泥燒制輕質(zhì)高強陶粒的研究報道。
[0004]現(xiàn)有的陶粒多以粘土、淤泥、煤矸石、粉煤灰或頁巖等單一原料為主要原料燒制陶粒，這些陶粒有的強調(diào)輕質(zhì)，但強度極低，通常低于2.0MPa;有的陶粒產(chǎn)品強度極高(強度1MPa以上)，但堆積密度偏大(1000g/cm3以上)；有些陶粒產(chǎn)品摻入化學(xué)純物質(zhì)，利廢率不高，導(dǎo)致成本高昂；有些陶粒產(chǎn)品燒結(jié)溫度偏高，通常1200°C以上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之一，在于提供一種鎳渣粉燒制的輕質(zhì)高強陶粒。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種鎳渣粉燒制的輕質(zhì)高強陶粒，包括高嶺土尾礦55?65重量份、鎳渣粉20?30重量份、鋁廠污泥5?25重量份以及活性炭，且活性炭的質(zhì)量為高嶺土尾礦、鎳渣粉和鋁廠污泥總質(zhì)量的10%?20%。
[0007]進一步地，所述鎳渣粉中，S12的含量為35%?50%，Al203的含量在5%以下，助熔和發(fā)氣成分為10% ；
[0008]所述高嶺土尾礦中，S12含量為65%?80% ,Al2O3含量為10%?20%，助熔和發(fā)氣成分為3%?5% ；
[0009]所述鋁廠污泥中，Al2O3含量60%?80%，S12含量低于3%。
[0010]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題之二，在于提供一種所述的輕質(zhì)高強陶粒的制備工藝。
[0011]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種所述的輕質(zhì)高強陶粒的制備工藝，包括以下步驟:
[0012](I)混合料的制備:將高嶺土尾礦、鎳渣粉和粉煤灰混合，進行粉磨，過0.16mm篩；
[0013](2)摻入高嶺土尾礦、鎳渣粉和粉煤灰混合料總質(zhì)量10%?20%的活性炭，混合均勻，加水?dāng)嚢璨⒊尚统深A(yù)設(shè)尺寸的陶粒生料；
[0014](3)將陶粒生料置于高溫爐中，設(shè)定溫度為1000°C?1100°C，保溫時間10?20min，
即完成燒結(jié)。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明使用廢棄物為主要原料，利廢率達到80%以上，不僅能燒制出具有輕質(zhì)高強特性的陶粒，而且能夠較大幅度的降低燒成溫度，達到利廢、節(jié)能和環(huán)保的目的，具有顯著的社會和經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0016]下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0017]圖1是本發(fā)明中實施例1的輕質(zhì)高強陶粒的XRD圖。
[0018]圖2是本發(fā)明中實施例2的輕質(zhì)高強陶粒的XRD圖。
[0019]圖3是本發(fā)明中實施例1的輕質(zhì)高強陶粒的SEM圖。
[0020]圖4是本發(fā)明中實施例2的輕質(zhì)高強陶粒的SEM圖。
【具體實施方式】
[0021]一種鎳渣粉燒制的輕質(zhì)高強陶粒，包括高嶺土尾礦55?65重量份、鎳渣粉20?30重量份、鋁廠污泥5?25重量份以及活性炭，且活性炭的質(zhì)量為高嶺土尾礦、鎳渣粉和鋁廠污泥總質(zhì)量的10%?20 %。
[0022]所述鎳渣粉中，S12的含量為35%?50% ,Al2O3的含量在5%以下，助熔和發(fā)氣成分為10% ；
[0023]所述高嶺土尾礦中，S12含量為65%?80% ,Al2O3含量為10%?20%，助熔和發(fā)氣成分為3%?5% ；
[0024]所述鋁廠污泥中，Al2O3含量60%?80%，Si02含量低于3%，燒失量較高約20%。
[0025]所述輕質(zhì)高強陶粒的制備工藝，包括以下步驟:
[0026](I)混合料的制備:將高嶺土尾礦、鎳渣粉和粉煤灰混合，進行粉磨，過0.16mm篩；
[0027](2)摻入高嶺土尾礦、鎳渣粉和粉煤灰混合料總質(zhì)量10 %?20 %的活性炭，混合均勻，加水?dāng)嚢璨⒊尚统深A(yù)設(shè)尺寸的陶粒生料；
[0028](3)將陶粒生料置于高溫爐中，設(shè)定溫度為1000°C?1100°C，保溫時間10?20min，即完成燒結(jié)。
[0029]實施例1
[°03°]質(zhì)量比鎳渣粉:高嶺土尾礦:招廠污泥= 65:20:15，外摻活性炭，其質(zhì)量為鎳渣粉、高嶺土尾礦和鋁廠污泥總質(zhì)量的10%，燒成溫度1050°C，保溫時間15min，燒成陶粒筒壓強度為8.7MPa，吸水率1.4%,堆積密度為682kg/m3。
[0031]實施例2
[0032]質(zhì)量比鎳渣粉:高嶺土尾礦:鋁廠污泥=65:25:10,外摻活性炭為鎳渣粉、高嶺土尾礦和鋁廠污泥總質(zhì)量的10%，燒成溫度1050°C，保溫時間20min，燒成陶粒筒壓強度為8.1MPa，吸水率2.3%,堆積密度為758kg/m3。
[0033]實施例3
[0034]質(zhì)量比鎳渣粉:高嶺土尾礦:鋁廠污泥=55:30:15，外摻活性炭為鎳渣粉、高嶺土尾礦和鋁廠污泥總質(zhì)量的14%，燒成溫度1050°C，保溫時間20min，燒成陶粒筒壓強度為8.2MPa，吸水率1.5%,堆積密度為708kg/m3。
[0035]實施例4
[0036]質(zhì)量比鎳渣粉:高嶺土尾礦:鋁廠污泥=55:20:25，外摻活性炭為鎳渣粉、高嶺土尾礦和鋁廠污泥總質(zhì)量的17%，燒成溫度1050°C，保溫時間lOmin，燒成陶粒筒壓強度為8.0MPa，吸水率1.2%,堆積密度為703kg/m3。
[0037]實施例5
[0038]質(zhì)量比鎳渣粉:高嶺土尾礦:鋁廠污泥=65:30:5，外摻活性炭為鎳渣粉、高嶺土尾礦和鋁廠污泥總質(zhì)量的20%，燒成溫度1100°C，保溫時間1min，燒成陶粒筒壓強度為
8.0MPa，吸水率1.1%,堆積密度為700kg/m3。
[0039]將上述實施例1、2制得的產(chǎn)品作XRD和SEM表征，結(jié)果如圖1_4所示。
[0040]本發(fā)明的輕質(zhì)高強陶粒燒成后形成以莫來石和石英質(zhì)玻璃相為主的成分，莫來石分子式為3A1203.2Si02，其存在有利于提高陶粒強度，高嶺土尾礦和鎳渣粉的化學(xué)成分皆以S12為主，其中高嶺土尾礦的S12含量偏高，但發(fā)氣和助熔成分相對較少，鎳渣粉中S12相對較少，但發(fā)氣和助熔成分較高，有利于降低燒成溫度，鋁廠污泥主要以Al2O3為主，有利于跟高嶺土尾礦和鎳渣粉中的S12形成具有強度支撐作用的莫來石，這些廢棄物經(jīng)過一定比例優(yōu)化，不僅能燒成輕質(zhì)高強的陶粒，而且能夠較大幅度的降低燒成溫度，達到利廢、節(jié)能和環(huán)保的目的，具有顯著的社會和經(jīng)濟效益。
[0041 ]本發(fā)明針對現(xiàn)有陶粒存在的缺陷，使用廢棄物為主要原料，利廢率達到80%以上，同時通過配方優(yōu)化，能夠在低溫下(1050°C左右)燒制出具有輕質(zhì)高強特性的陶粒(強度8MPa以上，堆積密度600?800g/cm3之間)。
【主權(quán)項】
1.一種鎳渣粉燒制的輕質(zhì)高強陶粒，其特征在于:包括高嶺土尾礦55?65重量份、鎳渣粉20?30重量份、鋁廠污泥5?25重量份以及活性炭，且活性炭的質(zhì)量為高嶺土尾礦、鎳渣粉和鋁廠污泥總質(zhì)量的10%?20%。2.如權(quán)利要求1所述的一種鎳渣粉燒制的輕質(zhì)高強陶粒，其特征在于: 所述鎳渣粉中，S12的含量為35%?50% ,Al2O3的含量在5%以下，助熔和發(fā)氣成分為10% ； 所述高嶺土尾礦中，S12含量為65%?80% ,Al2O3含量為10%?20%，助熔和發(fā)氣成分為3%?5%; 所述鋁廠污泥中,Al2O3含量60 %?80 %，S12含量低于3 %。3.—種如權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強陶粒的制備工藝，其特征在于:包括以下步驟: (1)混合料的制備:將高嶺土尾礦、鎳渣粉和粉煤灰混合，進行粉磨，過0.16_篩； (2)摻入高嶺土尾礦、鎳渣粉和粉煤灰混合料總質(zhì)量10%?20%的活性炭，混合均勻，加水?dāng)嚢璨⒊尚统深A(yù)設(shè)尺寸的陶粒生料； (3)將陶粒生料置于高溫爐中，設(shè)定溫度為1000°C?1100 °C，保溫時間10?20min，即完成燒結(jié)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鎳渣粉燒制的輕質(zhì)高強陶粒及其制備工藝，包括高嶺土尾礦55～65重量份、鎳渣粉20～30重量份、鋁廠污泥5～25重量份以及活性炭，且活性炭的質(zhì)量為高嶺土尾礦、鎳渣粉和鋁廠污泥總質(zhì)量的10％～20％；所述輕質(zhì)高強陶粒的制備工藝，包括：將高嶺土尾礦、鎳渣粉和粉煤灰混合，進行粉磨，過0.16mm篩；摻入高嶺土尾礦、鎳渣粉和粉煤灰混合料總質(zhì)量10％～20％的活性炭，混合均勻，加水?dāng)嚢璨⒊尚统深A(yù)設(shè)尺寸的陶粒生料；將陶粒生料置于高溫爐中，設(shè)定溫度為1000℃～1100℃，保溫時間10～20min，即完成燒結(jié)。本發(fā)明不僅能燒制出具有輕質(zhì)高強特性的陶粒，而且能夠較大幅度的降低燒成溫度，達到利廢、節(jié)能和環(huán)保的目的。
【IPC分類】C04B33/138, C04B33/132, C04B38/00
【公開號】CN105669163
【申請?zhí)枴緾N201511015623
【發(fā)明人】周敏, 黃金榮, 林美, 張琨健, 徐秀華, 徐國濱
【申請人】福建省建筑工程質(zhì)量檢測中心有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年12月29日