輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒，其由如下質(zhì)量份配比的組分組成：鐵尾礦60～80份、鋁廠污泥15～35份、活性炭5～15份；同時(shí)揭露了該輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒的制備方法。本發(fā)明的有點(diǎn)在于：實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的再利用，達(dá)到利廢、節(jié)能和環(huán)保的目的，具有顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益，且獲得了性能優(yōu)異的輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒。
【專利說明】
輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒及其制備方法。
【【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(qiáng)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(xì)密蜂窩狀微孔。這些微孔都是封閉型的，而不是連通型的，這是陶粒質(zhì)輕的主要原因。
[0003]而鐵尾礦、鋁廠污泥是我國目前排放量較大的兩種固體工業(yè)廢棄物。其中，鐵尾礦為鐵礦經(jīng)機(jī)械洗選后排放的尾礦，具有較高的Si02、Fe203含量，S12含量值約在45%?80 %，F(xiàn)e2O3含量值約12 %?18 % ;鋁廠污泥為鋁廠處理尾礦，其Al2O3含量高達(dá)90 %以上，Ca0、Mg0、K20、Na20等含量約5?10%;現(xiàn)有鐵尾礦跟鋁廠污泥作為固體廢棄物主要的處理方式是長期堆放，不僅占用大量土地，而且對大氣環(huán)境和地下水資源造成了極其惡劣的影響。目前國內(nèi)外對鐵尾礦、鋁廠污泥的利用已進(jìn)行相關(guān)研究，多數(shù)應(yīng)用于路基填埋、制磚、混凝土摻合料等方面的應(yīng)用，但尚未見兩者綜合應(yīng)用于陶粒方面生產(chǎn)應(yīng)用的研究報(bào)道。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒及其制備方法，實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的再利用，達(dá)到利廢、節(jié)能和環(huán)保的目的，具有顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益，且獲得了性能優(yōu)異的輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的:一種輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒及其制備方法，該輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒由如下質(zhì)量份配比的組分組成:
[0006]鐵尾礦60?80份；
[0007]鋁廠污泥15?35份；
[0008]活性炭5?15份。
[0009]進(jìn)一步地，該輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒的制備方法包括如下具體操作:
[0010]將鐵尾礦、鋁廠污泥各自粉磨，并過0.08mm篩；之后按下述質(zhì)量份配比準(zhǔn)備各組分:鐵尾礦60?80份、鋁廠污泥15?35份、活性炭5?15份，將準(zhǔn)備好的各組分混合并攪拌均勾形成混合料，攪拌轉(zhuǎn)速為80 土 4r/ min，攪拌時(shí)間^ 1min ；接著根據(jù)每500g混合料加入100±30ml的水進(jìn)行拌制，并成型即制成球形狀，然后于100-105°C下干燥24h;最后進(jìn)行燒成，燒成溫度為1150?1300°C，燒成歷時(shí)10-20min，燒成結(jié)束后即得所述輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒。
[0011]本發(fā)明有益效果在于:
[0012]提供了一種以固體廢氣物為主要原料的輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒，該輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒具有較好的強(qiáng)度、較低的吸水率及堆積密度，且以莫來石和玻璃相為主體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即具有優(yōu)異的性能；同時(shí)揭露了該輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒的制備方法，整個(gè)制備過程簡單易于操作、且穩(wěn)定性良好;因此，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的再利用，達(dá)到利廢、節(jié)能和環(huán)保的目的，具有顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益，且獲得了性能優(yōu)異的輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒。
【【附圖說明】】
[0013]下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0014]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中的XRD圖。
[0015]圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中的SEM圖。
[0016]圖3是本發(fā)明實(shí)施例2中的XRD圖。
[0017]圖4是本發(fā)明實(shí)施例2中的SEM圖。
[0018]圖5是本發(fā)明實(shí)施例3中的XRD圖。
[0019]圖6是本發(fā)明實(shí)施例3中的SEM圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0020]本發(fā)明輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒由如下質(zhì)量份配比的組分組成:鐵尾礦60?80份;鋁廠污泥15?35份;活性炭5?15份。其中，鐵尾礦作為發(fā)氣和助熔成分，即可有效增加產(chǎn)品孔隙又可降低燒成溫度;鋁廠污泥具有降低燒成溫度的作用，且其含有Ca0、Mg0、K20、Na20等助熔成分;活性炭主要是為了弓I入有效發(fā)氣成分。
[0021 ]所述輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒的制備方法的具體操作如下:
[0022]將鐵尾礦、鋁廠污泥各自粉磨，并過0.08mm篩；之后按下述質(zhì)量份配比準(zhǔn)備各組分:鐵尾礦60?80份、鋁廠污泥15?35份、活性炭5?15份，將準(zhǔn)備好的各組分混合并攪拌均勾形成混合料，攪拌轉(zhuǎn)速為80 土 4r/ min，攪拌時(shí)間^ 1min ；接著根據(jù)每500g混合料加入100±30ml的水進(jìn)行拌制，并成型即制成球形狀，然后于100-105°C下干燥24h;最后進(jìn)行燒成，燒成溫度為1150?1300°C，燒成歷時(shí)10-20min，燒成結(jié)束后即得所述輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒。
[0023]需要說明的是，根據(jù)輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒燒結(jié)三相圖可知，S12含量宜在
[0024]53?79% ,Al2O3含量宜在12?26%，而助熔成分宜在3?22%，有效發(fā)氣成分宜在5?10%，因此，本發(fā)明
【申請人】通過配方設(shè)計(jì)和燒成工藝研究，根據(jù)各原料的化學(xué)成分組成，進(jìn)行科學(xué)有效的配制，達(dá)到最大程度利用工業(yè)固廢的目的，同時(shí)使各組分進(jìn)行最佳組合，使S12和Al2O3結(jié)合生成具有強(qiáng)度支撐作用的莫來石晶相和無定形玻璃相，使Fe2O3和活性炭增加引氣量，形成更多細(xì)密孔隙，使Fe203、Ca0、Mg0、K20、Na20等助熔劑降低燒成溫度，燒制出具有輕質(zhì)高強(qiáng)物理性能的陶粒。
[0025]為了更好的對本發(fā)明進(jìn)行闡述說明，
【申請人】例舉了如下實(shí)施例。
[0026]實(shí)施例1
[0027]將鐵尾礦、鋁廠污泥各自粉磨，并過0.08mm篩;之后取活性炭1.5Kg、過篩后的鐵尾礦6Kg、鋁廠污泥2.5Kg并混合，且置于攪拌器中攪拌均勻形成混合料1Kg，攪拌轉(zhuǎn)速為80 土4r/min，攪拌時(shí)間為1min;接著根據(jù)每500g混合料加水量120ml (即加入總水量為2.4L)進(jìn)行拌制，并制成球形，然后于100°C下干燥24h;最后進(jìn)行燒成，燒成溫度為1200°C，燒成歷時(shí)20min，燒成結(jié)束后即得輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒。
[0028]將本實(shí)施例所得的輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒采用X射線衍射，則所得衍射圖譜即XRD圖如圖1所示；同時(shí)對輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒置于掃描電子顯微鏡下觀察檢測，則所得SEM圖如圖2所示;結(jié)合圖1與圖2可知，本實(shí)施例所得輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒中主要以莫來石和玻璃相為主，具有一定的孔隙，物理性能表征其吸水率為5.1%,筒壓強(qiáng)度6.2MPa，堆積密度656kg/m3。
[0029]實(shí)施例2
[0030]將鐵尾礦、鋁廠污泥各自粉磨，并過0.08mm篩;之后取活性炭lKg、過篩后的鐵尾礦7Kg、鋁廠污泥2Kg并混合，且置于攪拌器中攪拌均勻形成混合料10Kg，攪拌轉(zhuǎn)速為80±4r/min，攪拌時(shí)間為15min;接著根據(jù)每500g混合料加水量120ml (即加入總水量為2.4L)進(jìn)行拌制，并制成球形，然后于105°C下干燥24h;最后進(jìn)行燒成，燒成溫度為1250°C，燒成歷時(shí)20min，燒成結(jié)束后即得輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒。
[0031]將本實(shí)施例所得的輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒采用X射線衍射，則所得衍射圖譜即XRD圖如圖3所示；同時(shí)對輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒置于掃描電子顯微鏡下觀察檢測，則所得SEM圖如圖4所示;結(jié)合圖3與圖4可知，本實(shí)施例所得輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒中主要以莫來石和玻璃相為主，具有一定的孔隙，物理性能表征其吸水率為2.6%,筒壓強(qiáng)度8.8MPa，堆積密度773kg/m3。
[0032]實(shí)施例3
[0033]將鐵尾礦、鋁廠污泥各自粉磨，并過0.08mm篩;之后取活性炭0.5Kg、過篩后的鐵尾礦8Kg、鋁廠污泥1.5Kg并混合，且置于攪拌器中攪拌均勻形成混合料10Kg，攪拌轉(zhuǎn)速為80土4r/min，攪拌時(shí)間為12min;接著根據(jù)每500g混合料加水量130ml (即加入總水量為2.6L)進(jìn)行拌制，并制成球形，然后于102°C下干燥24h;最后進(jìn)行燒成，燒成溫度為1300°C，燒成歷時(shí)18min，燒成結(jié)束后即得輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒。
[0034]將本實(shí)施例所得的輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒采用X射線衍射，則所得衍射圖譜即XRD圖如圖5所示；同時(shí)對輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒置于掃描電子顯微鏡下觀察檢測，則所得SEM圖如圖6所示;結(jié)合圖5與圖6可知，本實(shí)施例所得輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒中主要以莫來石和玻璃相為主，具有一定的孔隙，物理性能表征其吸水率為3.6%,筒壓強(qiáng)度7.8MPa，堆積密度857kg/m3。
[0035]綜上可知，本發(fā)明輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒具有較好的強(qiáng)度，較低的吸水率及堆積密度，且以莫來石和玻璃相為主體的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；而且制備過程主要原料為簡單、易得、低廉的廢棄物，整個(gè)制備過程簡單易于操作、且穩(wěn)定性良好;換而言之，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了固體廢棄物的再利用，達(dá)到利廢、節(jié)能和環(huán)保的目的，具有顯著的社會和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)獲得了性能優(yōu)異的輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒，其特征在于:該輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒由如下質(zhì)量份配比的組分組成: 鐵尾礦60?80份； 鋁廠污泥15?35份； 活性炭5?15份。2.權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒的制備方法，其特征在于:包括如下具體操作: 將鐵尾礦、鋁廠污泥各自粉磨，并過0.08mm篩；之后按下述質(zhì)量份配比準(zhǔn)備各組分:鐵尾礦60?80份、鋁廠污泥15?35份、活性炭5?15份，將準(zhǔn)備好的各組分混合并攪拌均勻形成混合料，攪拌轉(zhuǎn)速為80 土 4r/min，攪拌時(shí)間彡1min ；接著根據(jù)每500g混合料加入100 土30ml的水進(jìn)行拌制，并成型即制成球形狀，然后于100-105°C下干燥24h;最后進(jìn)行燒成，燒成溫度為1150?1300°C，燒成歷時(shí)10-20min，燒成結(jié)束后即得所述輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒。
【文檔編號】C04B38/06GK106045565SQ201610387846
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】陳鋒, 周敏, 林生鳳, 黃芳, 張蔚
【申請人】福建省建筑科學(xué)研究院