1.本技术涉及窑灰再生利用的技术领域，更具体地说，它涉及一种窑灰再生制得的超轻陶粒的制备工艺。
背景技术：
2.陶粒窑灰（以下简称：窑灰）是回转窑生产陶粒时从窑尾废气中经收尘设备收集的干燥粉末。一般是由窑内二次风带回分解炉及预热器的由增湿塔或收尘器收集下来的或窑尾烟室旁路放风产生的已基本分解的“生料”，由窑内二次风带回分解炉及预热器产生的窑灰含有较高的硫、氯、碱等有害成分，而由窑尾烟室旁路放风产生的窑灰的有害成分富集更为严重。窑灰是陶粒生产中除co2以外对环境影响最大的副产物，其排放量相当于原料10%-15%。窑灰的主要成分是氧化钙、二氧化硅及少量碱性组分。这些窑灰必须得到处理，否则会造成生产成本的增加及对环境保护不利，同时也不利于资源的综合利用。
3.目前，窑灰的利用有两种方式，一种是掺入生料中，重新入窑煅烧制成陶粒，另一种是作为混合材掺入熟料中用于装修或修建。但是窑灰掺入生料中制备陶粒，容易降低陶粒的强度，影响陶粒的使用。
技术实现要素：
4.为了改善添加窑灰容易降低陶粒的强度的问题，本技术提供一种窑灰再生制得的超轻陶粒的制备工艺。本技术提供的一种窑灰再生制得的超轻陶粒的制备工艺，采用如下的技术方案：一种窑灰再生制得的超轻陶粒的制备工艺，包含以下步骤；s1，配料：将窑灰、黏土、膨胀剂搅拌混合后，经过轮碾、陈化备用；s2，烧制：s1步骤得到的配料通过造粒机造粒，送入回转窑内烧制；先在300-400℃烧制15-20min；然后升温至1100-1200℃，焙烧10-15min；s3，冷却。
5.通过采用上述技术方案，陶粒烧结后生成玻璃相，玻璃相作为主要的粘结成分，使陶粒具有较好的强度和整体性。本技术中将窑灰、黏土、膨胀剂制成陶粒的原料，首先使窑灰能够得到很好的利用，黏土为陶粒的主要成分，膨胀剂使陶粒在加热后膨胀效果较好。
6.预热制度是烧制陶粒关键条件之一，本技术中采用300-400℃烧制15-20min进行预热，在预热阶段物料中结晶水、有机质、碳酸盐类逐步挥发和分解，能够调整进入高温焙烧阶段时物料内部组分，不同的预热温度和时间对陶粒烧制影响至关重要；焙烧是陶粒烧制最为重要环节，在陶粒烧制阶段物料由固相逐渐转换为塑态，到达适宜黏度同时必须有气体物质产生，为不使气体逸出且包裹在内部，确保釉面均匀致密没有裂缝裂纹产生。焙烧温度控制在1100-1200℃,焙烧时间10-15min。
7.可选的，s1步骤中，还添加有膨胀蛭石粉末。
8.通过采用上述技术方案，膨胀蛭石粉末内含有大量二氧化硅和三氧化铝、三氧化
二铁和氧化镁，而窑灰内含有大量的氧化钙，使陶粒内玻璃相组分改变，进而形成高强度的玻璃相，使陶粒的强度提高；且膨胀蛭石粉末为原蛭石加热膨胀后再制得的粉末，使陶粒烧制时，陶粒不易过度膨胀导致裂纹，裂纹产生容易降低陶粒腔底，还导致陶粒吸水率过大。
9.可选的，所述窑灰为5-10wt%、黏土70-75wt%、膨胀蛭石粉末为10-15wt%、膨胀剂为4-6wt%。
10.通过采用上述技术方案，在上述配比条件下，窑灰能够添加到5-10%，使生产的窑灰能大部分能添加至新料中回收利用，使膨胀蛭石粉末的添加量略大于窑灰，从而补充三氧化铝、三氧化二铁和氧化镁成分，使得到的陶粒的强度提高。
11.可选的，所述窑灰为8wt%、黏土74wt%、膨胀蛭石粉末为13wt%、膨胀剂为5wt%。
12.通过采用上述技术方案，在该配比下，使陶粒的强度进一步提高。
13.可选的，所述窑灰过100目筛网，黏土和膨胀蛭石粉末过40目筛网。
14.通过采用上述技术方案，通过将窑灰的粒径小于黏土和膨胀蛭石粉末的粒径设置，使窑灰较为均匀包覆在黏土和膨胀蛭石粉末表面，从而方便形成均已稳定的玻璃相，使陶粒强度较好。
15.可选的，所述窑灰包含以下质量百分数的组分：cao 55.68-59.02%；sio
2 14.5-20.3%；mgo 2.15-3.44%；fe2o
3 1.94-2.03%；al2o
3 3.78-3.96%，so
3 0.26-0.34%，k2o 6.21-6.34%；na2o 5.04-5.10t%；烧失量6.67-6.83%。
16.通过采用上述技术方案，窑灰内含有较多量的氧化钙，为玻璃相的形成提供氧化钙成分。
17.可选的，所述膨胀蛭石粉末包含以下质量百分数的组分：sio
2 45.4-48.3%、al2o
3 14.6-15.2%、fe2o
3 12.4-15.7%、mgo 9.6-11.2%、cao 2.5-2.9%、k2o 5.1-5.2%、tio
2 3.8-4.1% 和na2o 0.6-1.0%。
18.通过采用上述技术方案，膨胀蛭石粉末内含有大量的al2o
3、
fe2o3以及mgo，为玻璃相形成提供所需原料。
19.可选的，所述膨胀剂为石灰石粉末、白云石粉末、铁白云石粉末的一种或多种的组合物。
20.通过采用上述技术方案，长石是一种含有钠、钾、钙的铝硅酸盐矿物，由于长石化学稳定性好，其在与石英及铝硅酸盐共熔时有助熔作用，故大量应用于玻璃、陶瓷、搪瓷等工业原料，常被用于制造玻璃及陶瓷坯釉的助熔剂，并可降低烧成温度，以此来调控陶粒烧成时的温度和融熔状态，有利于膨胀剂发气时调控膨胀速度和效率；碳酸盐类膨胀剂具有经济、成孔效果好的特点，广泛用于生产泡沫玻璃和泡沫陶瓷等泡沫材料。利用碳酸盐热分解产生气体的作用，可以将其作为陶粒膨胀剂，同时碳酸盐分解之后产生的cao、mgo等有良好的助熔作用，有利于陶粒表面液相的产生而膨胀。
21.可选的，s2步骤中，造粒得到颗粒的质量为3-8g。
22.通过采用上述技术方案，在该质量下，陶粒大小适宜，陶粒内部中心组分也能充分被加热后形成玻璃相，使陶粒内部充分被玻璃相粘结，使陶粒强度高。
23.可选的，s3步骤冷却的具体方法如下：将烧制好的陶粒以6-10℃/min的速率降温至100-200℃，取出，冷却至室温。
24.通过采用上述技术方案，陶粒在高温焙烧完成后冷却条件对陶粒的强度和吸水率
影响至关重要，为避免在由液相固化和晶型转变过程，因降温不利而造成陶粒内部和表面产生强大收缩应力，导致陶粒表面出现网状的微细裂缝，造成陶粒颗粒强度降低，吸水率提高，采用6-10℃/min的速率进行降温，使陶粒表面不易出现微细裂缝，从而使陶粒吸水率不易过高。
25.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、通过窑灰、黏土、膨胀剂作为陶粒的原料，且通过在300-400℃烧制15-20min、在1100-1200℃，焙烧10-15min，使陶粒的强度较好；2、通过加入膨胀蛭石粉末，使窑灰和膨胀蛭石粉末内成分互补后生成具有高强度玻璃相的陶粒，使陶粒强度增大，同时还降低陶粒的吸水率；3、通过采用将陶粒以6-10℃/min的速率降温至100-200℃，使陶粒表面不易存在裂缝，使陶粒具有较好的强度。
具体实施方式
26.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
实施例
27.实施例1一种窑灰再生制得的超轻陶粒的制备工艺，包含以下步骤；s1，配料：将窑灰5kg、黏土75kg、膨胀剂5kg搅拌混合后，经过轮碾、陈化备用；窑灰的百分质量数为cao 59.02%；sio
2 14.5%；mgo 2.15%；fe2o
3 1.94%；al2o
3 3.78%，so
3 0.34%，k2o 6.34%；na2o 5.10t%；烧失量6.83%；黏土为河道开挖得到，膨胀剂为白云石粉末，且白云石粉末和窑灰过100目筛网，黏土过40目筛网。
28.s2，烧制：s1步骤得到的配料通过造粒机造粒，颗粒的质量为3g，送入回转窑内烧制；先在300℃烧制20min；然后升温至1100℃，焙烧15min；s3，冷却：停止加热，自然冷却后出窑。
29.实施例2一种窑灰再生制得的超轻陶粒的制备工艺，包含以下步骤；s1，配料：将窑灰5kg、黏土75kg、膨胀剂5kg搅拌混合后，经过轮碾、陈化备用；窑灰的百分质量数为cao 55.68%；sio
2 20.3%；mgo 3.44%；fe2o
3 2.03%；al2o
3 3.96%，so
3 0.26%，k2o 6.21%；na2o 5.04t%；烧失量66.7%；黏土为河道开挖得到，膨胀剂为石灰石粉末，且石灰石粉末和窑灰过100目筛网，黏土过40目筛网。
30.s2，烧制：s1步骤得到的配料通过造粒机造粒，颗粒的质量为3g，送入回转窑内烧制；先在400℃烧制20min；然后升温至1200℃，焙烧10min；s3，冷却：停止加热，自然冷却后出窑。
31.实施例3一种窑灰再生制得的超轻陶粒的制备工艺，包含以下步骤；s1，配料：将窑灰5kg、黏土75kg、膨胀剂5kg搅拌混合后，经过轮碾、陈化备用；窑灰的百分质量数为cao 57.3%；sio
2 15.51%；mgo 3.07%；fe2o
3 1.98%；al2o
3 3.81%，so
3 0.30%，k2o 6.26%；na2o 5.05t%；烧失量6.72%；黏土为河道开挖得到，膨胀剂为白云石粉末
和铁白云石粉末的组合物白云石粉末和铁白云石粉末的质量比为1:1，且窑灰、白云石粉末和铁白云石粉末过100目筛网，黏土过40目筛网。
32.s2，烧制：s1步骤得到的配料通过造粒机造粒，颗粒的质量为3g，送入回转窑内烧制；先在350℃烧制17min；然后升温至1160℃，焙烧13min；s3，冷却：停止加热，自然冷却后出窑。
33.实施例4与实施例3的区别在于，还添加有15kg的膨胀蛭石粉末，膨胀蛭石粉末过40目筛网，膨胀蛭石粉末的质量百分数组分如下：sio
2 47.2%、al2o
3 15.15%、fe2o
3 14.6%、mgo 10.3%、cao 2.8%、k2o 5.15%、tio
2 3.9% 和na2o 0.9%。
34.实施例5与实施例4的区别在于，窑灰为8kg、黏土74kg、膨胀蛭石粉末为13kg、膨胀剂为5kg。
35.实施例6与实施例4的区别在于，窑灰为9kg、黏土70kg、膨胀蛭石粉末为15kg、膨胀剂为6kg。
36.实施例7与实施例4的区别在于，窑灰为10kg、黏土72kg、膨胀蛭石粉末为14kg、膨胀剂为4kg。
37.实施例8与实施例4的区别在于，窑灰为10kg、黏土65kg、膨胀蛭石粉末为20kg、膨胀剂为5kg。
38.实施例9与实施例4的区别在于，窑灰为5kg、黏土70kg、膨胀蛭石粉末为20kg、膨胀剂为5kg。
39.实施例10与实施例4的区别在于，窑灰为20kg、黏土65kg、膨胀蛭石粉末为10kg、膨胀剂为5kg。
40.实施例11与实施例5的区别在于，s2步骤造粒得到颗粒的质量为8g。
41.实施例12与实施例5的区别在于，s2步骤造粒得到颗粒的质量为5g。
42.实施例13与实施例5的区别在于，s2步骤造粒得到颗粒的质量为12g。
43.实施例14与实施例5的区别在于，s3步骤；将烧制好的陶粒以10℃/min的速率降温至100℃，取出，冷却至室温。
44.实施例15与实施例5的区别在于，s3步骤；将烧制好的陶粒以6℃/min的速率降温至200℃，取出，冷却至室温。
45.实施例16与实施例5的区别在于，s3步骤；将烧制好的陶粒以8℃/min的速率降温至150℃，取出，冷却至室温。
46.对比例对比例1与实施例3的区别在于，不预热直接升温至1160℃，并焙烧13min。
47.对比例2与实施例3的区别在于，不添加窑灰。
48.表1-实施例1-16和对比例1-2中配料中各组分 窑灰kg黏土kg膨胀剂kg膨胀蛭石粉末kg实施例15755/实施例25755/实施例35755/实施例4575515实施例5874513实施例6970615实施例71072144实施例81065205实施例9570205实施例102065105实施例11874513实施例12874513实施例13874513实施例14874513实施例15874513实施例16874513对比例15755/对比例2/755/性能检测试验经检测，陶粒的堆积密度均为210-300kg/m3之间。
49.筒压强度mpa：用压力机测试陶粒的筒压强度，实验结果记录标2。
50.1h吸水率%：烘干陶粒,放置自然温度后,称一定量的陶粒g,然后完全浸水一小时后,用湿手巾吸陶粒外表的水,再称湿陶粒的质量h,那以吸水率是:(h-g)/g*100%，实验结果记录标2。
51.本技术中堆积密度为210-300kg/m3之间的陶粒级别，要求筒压强度大于1mpa，1h吸水率小于20%。
52.表2-实施例1-16和对比例1-2筒压强度和1h吸水率检测结果 筒压强度mpa1h吸水率%实施例11.1318.4
实施例21.1718.6实施例31.1618.2实施例41.3416.2实施例51.3716.6实施例61.3616.3实施例71.3216.9实施例81.0618.3实施例90.9618.6实施例100.9118.7实施例111.3716.7实施例121.3616.5实施例131.2617.3实施例141.4615.2实施例151.4415.1实施例161.5014.7对比例10.8723.6对比例21.5214.3结合实施例3和对比例1并结合表2可以看出，通过预热，能够使陶粒内部受热均匀，从而提高陶粒的筒压强度，并且降低吸水率。
53.结合实施例3和对比例2并结合表2可以看出，加入窑灰后会影响陶粒的强度和吸水率。
54.结合实施例4-7并结合表2可以看出，实施例5中，当窑灰为8wt%、黏土74wt%、膨胀蛭石粉末为13wt%、膨胀剂为5wt%时，陶粒的强度较好，且吸水率较低，因为此时陶粒内部能形成具有较好强度的玻璃相。
55.结合实施例5和实施例8-10并结合表2可以看出，当窑灰、黏土、膨胀蛭石粉末、膨胀剂添加量变化大于窑灰为8wt%、黏土74wt%、膨胀蛭石粉末为13wt%、膨胀剂为5wt%的范围内时，强度明显降低，吸水率也明显提高。
56.结合实施例5和实施例11-13并结合表2可以看出，当陶粒大小为3-8g时，陶粒具有较好的强度，当颗粒为12g时，强度明显降低。
57.结合实施例5和实施例14-16并结合表2可以看出，通过采用缓慢降温的方式，降低陶粒冷却收缩的裂纹产生，使陶粒强度高，吸水率较小。
58.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。