轻质高强陶粒及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种轻质高强陶粒，其由如下质量份配比的组分组成：铁尾矿60～80份、铝厂污泥15～35份、活性炭5～15份；同时揭露了该轻质高强陶粒的制备方法。本发明的有点在于：实现了固体废弃物的再利用，达到利废、节能和环保的目的，具有显著的社会和经济效益，且获得了性能优异的轻质高强陶粒。
【专利说明】
轻质高强陶粒及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种轻质高强陶粒及其制备方法。
【【背景技术】】
[0002]陶粒是一种人造轻质粗集料，通常是在一定温度(一般是高温)下处理，使原料发生化学反应释放气体，产生气孔和膨胀，冷却后形成轻质多孔、有一定强度的球形或椭圆形硅酸盐球体。陶粒的内部结构特征呈细密蜂窝状微孔。这些微孔都是封闭型的，而不是连通型的，这是陶粒质轻的主要原因。
[0003]而铁尾矿、铝厂污泥是我国目前排放量较大的两种固体工业废弃物。其中，铁尾矿为铁矿经机械洗选后排放的尾矿，具有较高的Si02、Fe203含量，S12含量值约在45%?80 %，Fe2O3含量值约12 %?18 % ;铝厂污泥为铝厂处理尾矿，其Al2O3含量高达90 %以上，Ca0、Mg0、K20、Na20等含量约5?10%;现有铁尾矿跟铝厂污泥作为固体废弃物主要的处理方式是长期堆放，不仅占用大量土地，而且对大气环境和地下水资源造成了极其恶劣的影响。目前国内外对铁尾矿、铝厂污泥的利用已进行相关研究，多数应用于路基填埋、制砖、混凝土掺合料等方面的应用，但尚未见两者综合应用于陶粒方面生产应用的研究报道。
【
【发明内容】
】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于提供一种轻质高强陶粒及其制备方法，实现了固体废弃物的再利用，达到利废、节能和环保的目的，具有显著的社会和经济效益，且获得了性能优异的轻质高强陶粒。
[0005]本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的:一种轻质高强陶粒及其制备方法，该轻质高强陶粒由如下质量份配比的组分组成:
[0006]铁尾矿60?80份；
[0007]铝厂污泥15?35份；
[0008]活性炭5?15份。
[0009]进一步地，该轻质高强陶粒的制备方法包括如下具体操作:
[0010]将铁尾矿、铝厂污泥各自粉磨，并过0.08mm筛；之后按下述质量份配比准备各组分:铁尾矿60?80份、铝厂污泥15?35份、活性炭5?15份，将准备好的各组分混合并搅拌均勾形成混合料，搅拌转速为80 土 4r/ min，搅拌时间^ 1min ；接着根据每500g混合料加入100±30ml的水进行拌制，并成型即制成球形状，然后于100-105°C下干燥24h;最后进行烧成，烧成温度为1150?1300°C，烧成历时10-20min，烧成结束后即得所述轻质高强陶粒。
[0011]本发明有益效果在于:
[0012]提供了一种以固体废气物为主要原料的轻质高强陶粒，该轻质高强陶粒具有较好的强度、较低的吸水率及堆积密度，且以莫来石和玻璃相为主体的网络结构，即具有优异的性能；同时揭露了该轻质高强陶粒的制备方法，整个制备过程简单易于操作、且稳定性良好;因此，本发明实现了固体废弃物的再利用，达到利废、节能和环保的目的，具有显著的社会和经济效益，且获得了性能优异的轻质高强陶粒。
【【附图说明】】
[0013]下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0014]图1是本发明实施例1中的XRD图。
[0015]图2是本发明实施例1中的SEM图。
[0016]图3是本发明实施例2中的XRD图。
[0017]图4是本发明实施例2中的SEM图。
[0018]图5是本发明实施例3中的XRD图。
[0019]图6是本发明实施例3中的SEM图。
【【具体实施方式】】
[0020]本发明轻质高强陶粒由如下质量份配比的组分组成:铁尾矿60?80份;铝厂污泥15?35份;活性炭5?15份。其中，铁尾矿作为发气和助熔成分，即可有效增加产品孔隙又可降低烧成温度;铝厂污泥具有降低烧成温度的作用，且其含有Ca0、Mg0、K20、Na20等助熔成分;活性炭主要是为了弓I入有效发气成分。
[0021 ]所述轻质高强陶粒的制备方法的具体操作如下:
[0022]将铁尾矿、铝厂污泥各自粉磨，并过0.08mm筛；之后按下述质量份配比准备各组分:铁尾矿60?80份、铝厂污泥15?35份、活性炭5?15份，将准备好的各组分混合并搅拌均勾形成混合料，搅拌转速为80 土 4r/ min，搅拌时间^ 1min ；接着根据每500g混合料加入100±30ml的水进行拌制，并成型即制成球形状，然后于100-105°C下干燥24h;最后进行烧成，烧成温度为1150?1300°C，烧成历时10-20min，烧成结束后即得所述轻质高强陶粒。
[0023]需要说明的是，根据轻质高强陶粒烧结三相图可知，S12含量宜在
[0024]53?79% ,Al2O3含量宜在12?26%，而助熔成分宜在3?22%，有效发气成分宜在5?10%，因此，本发明
【申请人】通过配方设计和烧成工艺研究，根据各原料的化学成分组成，进行科学有效的配制，达到最大程度利用工业固废的目的，同时使各组分进行最佳组合，使S12和Al2O3结合生成具有强度支撑作用的莫来石晶相和无定形玻璃相，使Fe2O3和活性炭增加引气量，形成更多细密孔隙，使Fe203、Ca0、Mg0、K20、Na20等助熔剂降低烧成温度，烧制出具有轻质高强物理性能的陶粒。
[0025]为了更好的对本发明进行阐述说明，
【申请人】例举了如下实施例。
[0026]实施例1
[0027]将铁尾矿、铝厂污泥各自粉磨，并过0.08mm筛;之后取活性炭1.5Kg、过筛后的铁尾矿6Kg、铝厂污泥2.5Kg并混合，且置于搅拌器中搅拌均匀形成混合料1Kg，搅拌转速为80 土4r/min，搅拌时间为1min;接着根据每500g混合料加水量120ml (即加入总水量为2.4L)进行拌制，并制成球形，然后于100°C下干燥24h;最后进行烧成，烧成温度为1200°C，烧成历时20min，烧成结束后即得轻质高强陶粒。
[0028]将本实施例所得的轻质高强陶粒采用X射线衍射，则所得衍射图谱即XRD图如图1所示；同时对轻质高强陶粒置于扫描电子显微镜下观察检测，则所得SEM图如图2所示;结合图1与图2可知，本实施例所得轻质高强陶粒中主要以莫来石和玻璃相为主，具有一定的孔隙，物理性能表征其吸水率为5.1%,筒压强度6.2MPa，堆积密度656kg/m3。
[0029]实施例2
[0030]将铁尾矿、铝厂污泥各自粉磨，并过0.08mm筛;之后取活性炭lKg、过筛后的铁尾矿7Kg、铝厂污泥2Kg并混合，且置于搅拌器中搅拌均匀形成混合料10Kg，搅拌转速为80±4r/min，搅拌时间为15min;接着根据每500g混合料加水量120ml (即加入总水量为2.4L)进行拌制，并制成球形，然后于105°C下干燥24h;最后进行烧成，烧成温度为1250°C，烧成历时20min，烧成结束后即得轻质高强陶粒。
[0031]将本实施例所得的轻质高强陶粒采用X射线衍射，则所得衍射图谱即XRD图如图3所示；同时对轻质高强陶粒置于扫描电子显微镜下观察检测，则所得SEM图如图4所示;结合图3与图4可知，本实施例所得轻质高强陶粒中主要以莫来石和玻璃相为主，具有一定的孔隙，物理性能表征其吸水率为2.6%,筒压强度8.8MPa，堆积密度773kg/m3。
[0032]实施例3
[0033]将铁尾矿、铝厂污泥各自粉磨，并过0.08mm筛;之后取活性炭0.5Kg、过筛后的铁尾矿8Kg、铝厂污泥1.5Kg并混合，且置于搅拌器中搅拌均匀形成混合料10Kg，搅拌转速为80土4r/min，搅拌时间为12min;接着根据每500g混合料加水量130ml (即加入总水量为2.6L)进行拌制，并制成球形，然后于102°C下干燥24h;最后进行烧成，烧成温度为1300°C，烧成历时18min，烧成结束后即得轻质高强陶粒。
[0034]将本实施例所得的轻质高强陶粒采用X射线衍射，则所得衍射图谱即XRD图如图5所示；同时对轻质高强陶粒置于扫描电子显微镜下观察检测，则所得SEM图如图6所示;结合图5与图6可知，本实施例所得轻质高强陶粒中主要以莫来石和玻璃相为主，具有一定的孔隙，物理性能表征其吸水率为3.6%,筒压强度7.8MPa，堆积密度857kg/m3。
[0035]综上可知，本发明轻质高强陶粒具有较好的强度，较低的吸水率及堆积密度，且以莫来石和玻璃相为主体的网络结构；而且制备过程主要原料为简单、易得、低廉的废弃物，整个制备过程简单易于操作、且稳定性良好;换而言之，本发明实现了固体废弃物的再利用，达到利废、节能和环保的目的，具有显著的社会和经济效益，同时获得了性能优异的轻质高强陶粒。
【主权项】
1.一种轻质高强陶粒，其特征在于:该轻质高强陶粒由如下质量份配比的组分组成: 铁尾矿60?80份； 铝厂污泥15?35份； 活性炭5?15份。2.权利要求1所述的轻质高强陶粒的制备方法，其特征在于:包括如下具体操作: 将铁尾矿、铝厂污泥各自粉磨，并过0.08mm筛；之后按下述质量份配比准备各组分:铁尾矿60?80份、铝厂污泥15?35份、活性炭5?15份，将准备好的各组分混合并搅拌均匀形成混合料，搅拌转速为80 土 4r/min，搅拌时间彡1min ；接着根据每500g混合料加入100 土30ml的水进行拌制，并成型即制成球形状，然后于100-105°C下干燥24h;最后进行烧成，烧成温度为1150?1300°C，烧成历时10-20min，烧成结束后即得所述轻质高强陶粒。
【文档编号】C04B38/06GK106045565SQ201610387846
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】陈锋, 周敏, 林生凤, 黄芳, 张蔚
【申请人】福建省建筑科学研究院