一种新型陶粒及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型陶粒及其制备方法，属于建筑材料领域。
【背景技术】
[0002]近年来随着规模化养牛场的发展，粪便污染与环境保护之间的问题日益突出，牛粪的污染已经严重影响到了养牛业自身的可持续发展。
[0003]随着城市经济的发展和人口的增加，城市水污染日益严重，建设城市污水处理厂已成为治理水污染的不可缺少的举措。然而随城市污水处理厂建设步伐的加快，污泥量显著地增加，大量增加的污泥给生态环境造成极大的污染，使得污泥的处理处置问题日益突出，如果处置不当，很容易引起二次污染(张云峰，2004)。目前，污泥的主要处置方法有填埋和焚烧、污泥的能源化利用、污泥的堆肥和污泥资源化利用等，但是其技术大多数是围绕着污泥中含有的大量有机物展开的，却忽略了对污泥中含有的大量无机成分利用。
[0004]矿渣是冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣，是由脉石、灰分、助熔剂和其他不能进入生铁中的杂质所组成的易熔混合物，从其化学组成成分上来看，主要是Si02、Ca0、Al203等，这些成分都属于硅酸盐质，便于加工成多品种的建筑材料；除此之外，矿渣还可以用来生产一些用量不大而产品价值高，又有特殊性能的高炉渣产品。
[0005]当前我国陶粒主要以粘土陶粒为主，粘土原料的来源绝大部分取自于耕地，是一条不符合我国国情的原料路线。随着国家对粘土砖及其制品的限制使用，粘土作为陶粒原料的应用也应受到限制。如能将牛粪、污泥和矿渣作为焙烧陶粒的原料，不仅能解决环境污染的问题，同时处置了大量牛粪、污泥和矿渣，实现了资源化利用。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种新型陶粒及其制备方法，以用于解决现有技术中所用原料不环保的问题。
[0007]本发明的技术方案是:一种新型陶粒，所述陶粒由以下原料制得，各原料干重百分比为:牛粪为8%~10% ;污泥为30%~35% ;高炉矿渣为55%~62%。
[0008]—种新型陶粒的制备方法，包括以下步骤:
Step 1、将牛粪、污泥、矿渣的粉末混合均匀后，加入水搅拌均匀；其中，水与牛粪、污泥、矿渣混合后的粉末重量比满足39~43:57~61 ；
Step2、搅拌均匀后用造粒机制成圆形或椭圆形球体放入烧锅中；
St印3、烧锅放入恒温干燥箱中，在105±5°C干燥2h，干燥后取出放入电阻炉中进行预热和焙烧，预热温度为350°C，预热时间为20min，焙烧温度为1200°C ~1210°C，焙烧时间为1min ；
Step4、烧制完成在电阻炉中自然冷却得到陶粒(冷却至室温取出是由于降温速度快会导致陶粒内部以及表面产生温度收缩应力，将导致表面出现网状的微细裂纹，从而大大降低陶粒的筒压强度。因此，需将产品在箱式电阻炉中经自然冷却后才能取出)。
[0009]Step5、产品性能检测结果:
按照轻集料及其试验方法(GB/T17431.1—1998)对产品的堆积密度、吸水率、筒压强度3个指标测定产品性能。
[0010]所述牛粪、污泥、高炉矿渣粉末为100目细的粉末。
[0011]所述圆形或椭圆形球体的直径为5~25mm。
[0012]本发明的有益效果是:利用生活及工业废弃物为主要原料，经过合理的配比，通过制备工艺的选择和烧成温度的控制，制备出了多孔、轻质、高强、保温、隔热、耐火、抗震、抗渗、抗碱的优质建筑陶粒。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0014]实施例1:如图1所示，一种新型陶粒，所述陶粒由以下原料制得，各原料干重百分比为:牛粪为8%~10% ;污泥为30%~35% ;高炉矿渣为55%~62%。
[0015]实施例2:如图1所示，一种新型陶粒，所述陶粒由以下原料制得，各原料干重百分比为:牛粪为8%~10% ;污泥为30%~35% ;高炉矿渣为55%~62%。
[0016]—种新型陶粒的制备方法，包括以下步骤:
Step 1、将牛粪、污泥、矿渣的粉末混合均匀后，加入水搅拌均匀；其中，水与牛粪、污泥、矿渣混合后的粉末重量比满足39~43:57~61 ；
Step2、搅拌均匀后用造粒机制成圆形或椭圆形球体放入烧锅中；
St印3、烧锅放入恒温干燥箱中，在105±5°C干燥2h，干燥后取出放入电阻炉中进行预热和焙烧，预热温度为350°C，预热时间为20min，焙烧温度为1200°C ~1210°C，焙烧时间为1min ；
Step4、烧制完成在电阻炉中自然冷却得到陶粒。
[0017]所述牛粪、污泥、高炉矿渣粉末为100目细的粉末。
[0018]所述圆形或椭圆形球体的直径为5~25mm。
[0019]实施例3:按照牛粪8%、污泥30%和矿渣62%的原料配比(原料干重百分比)充分混合均匀后，加入39%的水(原料所占比例为61%)搅拌均匀，搅拌均匀后用造粒机制成圆形或椭圆形小球放入烧锅中(圆形或椭圆形小球直径为5_)，将烧锅放入恒温干燥箱中，在105±5°C干燥2h，干燥后取出放入电阻炉中进行预热和焙烧，预热温度为350°C，预热时间为20min，焙烧温度为1210°C，焙烧时间为lOmin，烧制完成后经自然冷却后取出进行性能检测，检测结果为堆积密度为439kg/m3、对应的密度等级为500级，吸水率为0.5%，筒压强度为8MPa。
[0020]实施例4:按照牛粪9%、污泥32%和矿渣59%的原料配比(原料干重百分比)充分混合均匀后，加入41%的水(原料所占比例为59%)搅拌均匀，搅拌均匀后用造粒机制成圆形或椭圆形小球放入烧锅中(圆形或椭圆形小球直径为20_)，将烧锅放入恒温干燥箱中，在105±5°C干燥2h，干燥后取出放入电阻炉中进行预热和焙烧，预热温度为350°C，预热时间为20min，焙烧温度为1205°C，焙烧时间为lOmin，烧制完成后经自然冷却后取出进行性能检测，检测结果为堆积密度为425kg/m3、对应的密度等级为500级，吸水率为0.7%，筒压强度为9MPa。
[0021]实施例5:按照牛粪10%、污泥35%和矿渣55%的原料配比(原料干重百分比)充分混合均匀后，加入43%的水(原料所占比例为57%)搅拌均匀，搅拌均匀后用造粒机制成圆形或椭圆形小球放入烧锅中(圆形或椭圆形小球直径为25_)，将烧锅放入恒温干燥箱中，在105±5°C干燥2h，干燥后取出放入电阻炉中进行预热和焙烧，预热温度为350°C，预热时间为20min，焙烧温度为1200°C，焙烧时间为lOmin，烧制完成后经自然冷却后取出进行性能检测，检测结果为堆积密度为417kg/m3、对应的密度等级为500级，吸水率为0.9%，筒压强度为lOMPa。
[0022]上述实施例满足:
1、预处理:
(1)牛粪预处理:将除过臭的牛粪加入恒温干燥箱干燥5h后并用粉碎机粉碎过100目筛，取所需份数的牛粪粉末备用；
(2)污泥和高炉矿渣预处理:将污泥和高炉矿渣置于105±5°C恒温烘箱中烘干，污泥烘干时间为24h，高炉矿渣烘干时间为10h，自然冷却后取出，用粉碎机粉碎过100目筛。
[0023]2、加入各成分的作用
(O牛粪的作用:助燃和造粒辅料，增大陶粒内部孔径和均匀孔距，使陶粒具有轻质等的性能。另外，牛奚中含有大量的Si02、A1203、CaO等无机物，可提尚陶粒的性能；
(2)污泥的作用:有较高的热稳定性，起粘结或添加剂作用的材料，另外，污泥中含有大量的Si02、A1203、Fe2O3等无机物，是制陶的主要成分；
(3)矿渣的作用:矿渣中硅铝含量丰富且稳定，且含有金属氧化物如CaO、MgO、Na2O、K2O等助融成分，是制备陶粒的理想原料。
[0024]上面结合附图对本发明的【具体实施方式】作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种新型陶粒，其特征在于:所述陶粒由以下原料制得，各原料干重百分比为:牛粪为8%~10% ;污泥为30%~35% ;高炉矿渣为55%~62%。2.一种根据权利要求1所述的新型陶粒的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: Stepl、将牛粪、污泥、矿渣粉末混合均匀后，加入水搅拌均匀；其中，水与牛粪、污泥、矿渣混合后的粉末重量比满足39~43:57~61 ； Step2、搅拌均匀后用造粒机制成圆形或椭圆形球体放入烧锅中； St印3、烧锅放入恒温干燥箱中，在105±5°C干燥2h，干燥后取出放入电阻炉中进行预热和焙烧，预热温度为350°C，预热时间为20min，焙烧温度为1200°C ~1210°C，焙烧时间为1min ； Step4、烧制完成在电阻炉中自然冷却得到陶粒。3.根据权利要求2所述的新型陶粒的制备方法，其特征在于:所述牛粪、污泥、高炉矿渣粉末为100目细的粉末。4.根据权利要求2所述的新型陶粒的制备方法，其特征在于:所述圆形或椭圆形球体的直径为5~25_。
【专利摘要】本发明涉及一种新型陶粒及其制备方法，属于建筑材料领域。本发明所述陶粒由以下原料制得，各原料干重百分比为：牛粪为8%~10%；污泥为30%~35%；高炉矿渣为55%~62%；制备：将牛粪、污泥、矿渣粉末混合均匀后，加入水搅拌均匀；搅拌均匀后用造粒机制成圆形或椭圆形球体放入烧锅中；烧锅放入恒温干燥箱中，在105±5℃干燥2h，干燥后取出放入电阻炉中进行预热和焙烧；烧制完成在电阻炉中自然冷却得到陶粒。本发明利用生活及工业废弃物为主要原料，经过合理的配比，通过制备工艺的选择和烧成温度的控制，制备出了多孔、轻质、高强、保温、隔热、耐火、抗震、抗渗、抗碱的优质建筑陶粒。
【IPC分类】C04B33/138
【公开号】CN105130397
【申请号】CN201510407076
【发明人】韩新宇, 史建武, 陈美娅
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月13日