一种以半焦为原料的轻质陶粒及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种以半焦为原料的轻质陶粒，还涉及轻质陶粒的制备方法。
【背景技术】
[0002]陶粒一般采用粘土或粉煤灰、生物污泥为主要原料，通过高温焙烧，膨化而成，作为一种轻集料，具有密度小、强度高、吸水率大、保温、隔热、耐火、抗震等特点，用途广泛，可以取代普通砂石配制轻集料混凝土，用作水处理滤料、吸附剂、透水路面材料，还可以用作农业、园林中无土栽培的培养基，以及桥面板、空心砌块等建材原料。
[0003]轻质陶粒，也可作耐酸、耐热混凝土细集料以及无土栽培和工业过滤等。陶粒按密度分为一般密度陶粒、超轻密度陶粒、特轻密度陶粒三类。一般密度陶粒是指密度大于500kg/m3的陶粒。它的强度一般相对较高，多用于结构保温混凝土或高强混凝土。超轻密度陶粒一般是指300?500kg/m3的陶粒。这种陶粒一般用于保温隔热混凝土及其制品。特轻密度陶粒是指小300kg/m3的陶粒。它的保温隔热性能非常优异，但强度较差。一般用于生产特轻保温隔热混凝土及其制品。
[0004]现有制备陶粒所用原料短缺现象日益严重，另外还存在生产成本较高，对环境污染比较大，能耗较高等诸多问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供了一种以半焦为原料的轻质陶粒。
[0006]本发明还提供了一种轻质陶粒的制备方法。
[0007]本发明的技术方案如下:
本发明提供了一种以半焦为原料的轻质陶粒，该轻质陶粒是由以下质量百分比的组分制成:
半焦50-90%，
调节剂0-15%，
粘结剂5-20%，
水2-10%。
[0008]作为优化，所述半焦为热电厂燃烧后的工业废物，其主要成分为Si02、CaO、Al2O3和 Fe2O3, S12含量为 45%~60%，CaO 含量为 10%~20%，Al 203含量为 5%~15%，Fe 203含量为3°/『10%。用半焦制备轻质陶粒不仅有助于节约天然资源，降低成本，还有利于保护环境。
[0009]作为优化，所述调节剂为拜耳法赤泥，该拜耳法赤泥为生产氧化铝的工业废渣，其成分中S1jP CaO含量较低，为8%~20%，而Al 203、Fe2O3、Na2O和K2O成分含量较多，为50%~80% ;赤泥作为铁质校正材料加热高温能产生大量的气体，主要为O2，对陶粒的烧胀起关键作用，而Fe2O3 ,Na2O和K2O等熔剂组分含量高又起到助熔、降低陶粒烧成温度的作用，并且还起到有利于液相的形成并使熔融温度范围较宽的作用，即降低能耗，又便于热工操作，提尚陶粒品质。
[0010]作为优化，所述粘结剂为煤矸石，煤矸石已成为我国占用土地最大的一种工业废碴，而煤矸石的矿物组成以粘土矿物为主，其成分中3102的含量为53%-79%，Α1 203的含量为12%-16%，熔剂氧化物的含量为8%-24%，是焙烧陶粒的理想废渣，另外，合理利用煤矸石中的矿物成分(主要是S1jP Al 203)，可有效提高陶粒的强度；煤矸石在本发明半焦轻质陶粒作为粘结剂的使用，扩大了煤矸石的利用途径，减少了对土地的危害。
[0011]本发明还提供了一种轻质陶粒的制备方法，包括以下步骤:
1)原料破碎、计量、粉磨、成球:
首先，将半焦和粘结剂分别破碎；然后，取破碎好的质量百分比为50-90%的半焦和质量百分比为5-20%的粘结剂计量后混合均匀、研磨1-3小时，得混合料，同时将质量百分比为0-15%的调节剂和质量百分比为2-10%的水混合，搅拌30-60秒制得调节浆；最后，将调节浆加入到上述混合料中，在双轴搅拌机中进行预加水，润湿的粉料进入成球盘成球，得湿料球，控制湿料球最大粒度小于1mm ；
2)料球干燥:将湿料球先自然烘干，再置于烘箱中烘干；
3)烧结:干燥后的料球进入回转窑或流化床炉高温焙烧，得到轻质陶粒；
4)冷却:焙烧后的轻质陶粒经卸料口进入冷却机，冷却降温后得到粒径为3-8mm的轻质陶粒，即成品。
[0012]作为优化，步骤I)中质量百分比为50-90%的半焦和质量百分比为5-20%的粘结剂计量后混合均勾、研磨1-3小时。
[0013]作为优化，步骤I)中质量百分比为50-90%的半焦和质量百分比为5-20%的粘结剂经过研磨磨细后，80微米的筛余小于10%。
[0014]作为优化，步骤I)中湿料球最大粒度为8mm。
[0015]作为优化，步骤2)中湿料球自然烘干时间为10-24小时，烘箱烘干温度为100-110。。。
[0016]作为优化，步骤3)中高温焙烧的温度为1000°C -1200°C，焙烧时间为20-30分钟。
[0017]作为优化，步骤4)中冷却降温得到轻质陶粒的松散密度为300_700kg/m3，桶压强度可达到7-10MPa，吸水率小于15%。
[0018]本发明一种以半焦为原料的轻质陶粒及其制备方法的有益效果是:
1、原料半焦和煤矸石硬度小，易于破碎，与天然矿物相比，原料无需大功率破碎机破碎，且混料均匀，降低能耗而且实现了废弃物的资源化利用，获得较好的经济效益和社会效益，对发展我国循环经济，缓解我国矿产资源短缺等具有战略意义。
[0019]2、生产所需设备简单，生产成本低，操作容易，且能耗低，环保，有利于工厂化生产。
[0020]3、制备的轻质陶粒，具有耐高温、耐腐蚀的特点，在建筑保温材料领域有着广泛的应用前景，具有较好的实际应用价值和推广价值。
【附图说明】
[0021]下面结合附图对本一种以半焦为原料的轻质陶粒及其制备方法作进一步说明: 图1是本一种以半焦为原料的轻质陶粒的制备方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0022]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举实施例，对本发明进一步详细说明。
[0023]实施例1:
半焦60%
调节剂15%
粘结剂18%
水7%
调节剂为拜耳法赤泥；
粘结剂为煤矸石。
[0024]制备方法如下:
I)将半焦、煤矸石分别破碎，按上述比例取破碎好的半焦、煤矸石混匀研磨，研磨2小时，得混合料，80微米的筛余为6%。
[0025]2)按上述比例取拜耳法赤泥和水，拜耳法赤泥中加水，混合搅拌30秒得到赤泥浆；将赤泥浆加入到上述混合料中，在双轴搅拌机中进行预加水，润湿的粉料进入成球盘成球，得湿料球，所得湿料球最大粒度为8_。
[0026]3)将湿料球先自然烘干24小时，再置于温度为110°C的烘箱中烘干。
[0027]4)干燥后的料球进入回转窑高温焙烧，控制烧成温度为1050°C，焙烧20分钟，得到轻质陶粒。
[0028]5)焙烧后的轻质陶粒经卸料口进入冷却机，冷却降温得到粒径为3-8_的轻质陶粒，其桶压强度为7.1MPa,吸水率为14.8%，容重为442 kg/m3。
[0029]实施例2:
半焦75%
调节剂8%
粘结剂10%
水7%
调节剂为拜耳法赤泥；