一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺

本发明属于工业废弃资源综合利用，具体涉及一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺。

背景技术：

1、粉煤灰是煤电行业的主要固废，由粉煤灰制备陶粒是煤粉灰资源化利用的重要途径之一，粉煤灰是煤燃烧后的残留产物，是煤电行业的主要固废，也是我国当前排放量较大的工业固废之一，由原料煤中存在的各种无机和有机成分产生，主要组分包括sio2、al2o3、feo、fe2o3、cao和tio2等。粉煤灰大量堆存，占据了宝贵的土地资源，而且经过长期风化以及降水的淋洗，粉煤灰中的有毒有害物质会渗透到地下，污染土壤和地下水，严重危害人类赖以生存的环境。因此，加大粉煤灰的综合利用，促进固体废弃物资源化，具有非常重要的意义。目前，粉煤灰最主要的利用途径包括水泥、混凝土和建材生产等。

2、陶粒是一种人造轻骨料，陶粒具有强度高、密度低、比表面积大、孔隙率高、吸附截污能力强、热稳定性好、耐腐蚀、隔水保气以及保温隔热等优异性能，因此广泛应用于建筑工程、园林绿化以及污水处理等领域。

3、以粉煤灰为原料制备陶粒，能有效实现固体废物回收利用，得到附加值产品。粉煤灰陶粒的制备工艺可分为烧结法和免烧法，其中烧结法制备粉煤灰陶粒技术成熟，产品强度高且堆积密度小，但存在能耗高、污染大、成本高等弊端。免烧法制备粉煤灰陶粒则具有成本低、能耗小、生产工艺简单等特点，生球初始强度高、绿色环保，具有更广阔的发展前景，符合国家循环经济发展理念，但目前免烧陶粒工艺技术养护生成的免烧陶粒的强度与膨胀系数仍劣于烧结陶粒，并且原料成本相对较高。

4、因此免烧陶粒的研究和应用中还需要进一步完善，以提高产品性能稳定性以能够更好地适应市场需要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有传统陶粒在制备时存在能耗较高、成本高昂的不足，以及现有免烧陶粒强度和膨胀系数具有劣势的问题，提供一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺。

2、本发明技术方案如下所示：

3、一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺，包括如下步骤：

4、(1)取粉煤灰，硅灰、硅藻土组成原材料、按照质量比加入致孔剂、水，初步混合预处理30-50min，得到预处理后的物料；

5、(2)向步骤(1)预处理后的物料中加入水泥、葡萄糖初步混匀，放入造粒机中混合均匀，得到混合原料，再加入混合原料质量8％-12％的氢氧化钠溶液；

6、(3)继续混合均匀后，加入混合原料质量分数10％-15％的速凝剂，继续造粒直至完成；

7、(4)将造粒后的粉煤灰自然养护3-6h，然后170-190℃温度条件下蒸养8～12h，蒸养完成后自然冷却至室温，即得粉煤灰型蒸养陶粒。

8、进一步，步骤(1)所述致孔剂制备方法如下：按质量份数计，取十二烷基苯磺酸钠1-2份、亚甲基二萘磺酸钠0.1-0.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1-0.5份和8-10份水按重量份比例混合，加热至40-50℃搅拌5-10min，然后搅拌条件下加入羟丙基甲基纤维素0.2-0.3份、氯化钙0.3-0.5份，水1-2份，再搅拌5-10min，冷却至室温即得致孔剂。

9、进一步，步骤(1)粉煤灰、硅灰、硅藻土质量比为8-10:1-2:1:2，致孔剂添加量为原材料质量的1-2％，水添加量为原材料质量的10-20％。

10、进一步，步骤(2)预处理后的物料、水泥、葡萄糖质量比为8-10：2-3：0.01-0.02。

11、进一步，步骤(2)氢氧化钠溶液浓度为5-6mo l/l。

12、进一步,步骤(3)所述速凝剂按照质量份数计，由硫酸铝30-40份、二乙醇胺2-3份、膨润土4-5份和30-40份水组成。

13、进一步，步骤(2)造粒机的电压控制为380-420v，搅拌棒的转速为4-6r/min,料盘的转速为9-12r/min。

14、进一步，在步骤(3)中加入混合原料质量分数1％-3％的胶凝增强剂。

15、进一步，所述胶凝增强剂为丙三醇。

16、进一步，所得陶粒粒径范围为5mm～10mm。

17、本发明有益效果在于：

18、(1)本发明所公开的技术方案中使用了致孔剂与速凝剂的组合，致孔剂首先对粉煤灰，硅灰、硅藻土原材料进行发泡处理，均匀分布的微小气泡可以缓解原材料的膨胀应力和渗透压力，有效解决陶粒产品的堆积密度问题，通过预处理后的原材料中加入水泥、葡萄糖初步混匀，该工艺步骤可缓解水泥快速凝结导致材料混合不均问题，后续再通过速凝剂协同，可有效促进陶粒强度增加。

19、(2)本发明首先对原材料配比进行调控，原材料中粉煤灰占比80％以上，可有效解决粉煤灰重复利用问题，并且无需高温烧制，就可以制备出满足建筑使用需求的陶粒，显著降低生产成本和生产过程中的能耗；所得免烧陶粒的筒压强度能够有效满足混凝土浇筑需求，在使用过程中不容易出现掉粉开裂等情况，耐久性优良。

20、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺，其特征在于，步骤(1)所述致孔剂制备方法如下：按质量份数计，取十二烷基苯磺酸钠1-2份、亚甲基二萘磺酸钠0.1-0.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1-0.5份和8-10份水按重量份比例混合，加热至40-50℃搅拌5-10min，然后搅拌条件下加入羟丙基甲基纤维素0.2-0.3份、氯化钙0.3-0.5份，水1-2份，再搅拌5-10min，冷却至室温即得致孔剂。

3.根据权利要求1所述一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺，其特征在于，步骤(1)粉煤灰、硅灰、硅藻土质量比为8-10:1-2:1:2，致孔剂添加量为原材料质量的1-2％，水添加量为原材料质量的10-20％。

4.根据权利要求1所述一种粉煤灰蒸养陶粒的生产工艺，其特征在于，步骤(2)预处理后的物料、水泥、葡萄糖质量比为8-10：2-3：0.01-0.02。

5.根据权利要求1所述一种粉煤灰蒸养陶粒的生产工艺，其特征在于，步骤(2)氢氧化钠溶液浓度为5-6mol/l。

6.根据权利要求1所述一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺，其特征在于,步骤(3)所述速凝剂按照质量份数计，由硫酸铝30-40份、二乙醇胺2-3份、膨润土4-5份和30-40份水组成。

7.根据权利要求1所述一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺，其特征在于，步骤(2)造粒机的电压控制为380-420v，搅拌棒的转速为4-6r/min,料盘的转速为9-12r/min。

8.根据权利要求1所述一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺，其特征在于，进一步在步骤(3)中加入混合原料质量分数1％-3％的胶凝增强剂。

9.根据权利要求8所述一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺，其特征在于，所述胶凝增强剂为丙三醇。

10.根据权利要求1所述一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺，其特征在于，所得陶粒粒径范围为5mm～10mm。

技术总结
本发明属于工业废弃资源综合利用技术领域，具体涉及一种粉煤灰型蒸养陶粒的生产工艺。所述生产工艺，包括如下步骤：(1)取粉煤灰，硅灰、硅藻土原材料、加入致孔剂、水，初步混合预处理30‑50mi n；(2)向预处理后的原材料中加入水泥、葡萄糖初步混匀，放入造粒机中混合均匀，再加入混合原料质量10％的氢氧化钠溶液；(3)混合均匀后，加入速凝剂，继续造粒直至完成；(4)将造粒后的粉煤灰自然养护3‑6h，然后在标准大气压下，170‑190℃温度条件下蒸养8～12h，蒸养完成后自然冷却至室温即得粉煤灰陶粒。免烧陶粒筒压强度能够有效满足混凝土浇筑需求，耐久性优良，重金属元素含量均远远低于国家对于危险废物的限定标准，说明对于重金属具有很好固定作用。

技术研发人员：杜旭升,许哲,程福安,沈宝镜,刘宁昌
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学设计研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/18