專利名稱：一種用先鋒硅藻土制備陶粒的方法
技術領域：
本發明涉及一種用先鋒硅藻土制備陶粒的方法，屬于建筑工程材料技術領域。
背景技術：
硅藻土是由含氧化硅很高的硅藻、放射蟲類或海綿的遺骸組成，是以硅藻遺骸 (殼體)為主的一種生物沉積巖，硅藻中的SiO2不是純的含水氧化硅，而是含有與之緊密伴生的其它組分的一種獨特類型的氧化硅，稱為硅藻氧化硅，硅藻土中的SiO2通常為 60% 80%，高者可以達到90%以上。硅藻土具有輕質、化學穩定性好、孔隙度高、隔音、耐磨、耐酸、耐熱、吸附性強、熔點高等特點，已廣泛應用于各工業部門作為助濾劑、充填劑、催化劑載體、磨料增強劑、動物飼料補充劑及輕骨料建筑材料等方面。我國硅藻土的開發歷史較短，年產量不能滿足國內各行業需要，每年需從國外進口硅藻土，且產品多為初級產品，主要用于輕質保溫材料，而用作過濾介質和功能填料少。 但我國硅藻土市場潛力很大。中國硅藻土的特大礦產主要在云南省、吉林省和浙江省，都是可以進行露天開采的資源。硅藻土素有“工業味精”之稱，可滿足多種工業的需求，是現代工業不可缺少的基礎原料之一。先鋒硅藻土礦屬于陸相湖泊沉積類型中的陸源沉積礦床亞類，先鋒硅藻土大多數屬于硅藻粘土，是低品位硅藻土，云南先鋒硅藻土礦床，以含有30% 的粘土和高燒失量為主要特征，它的最佳利用方向是生產輕型墻體材料和保溫材料等。目前，主要的陶粒生產工藝有兩種，一是用回轉窯生產，生產的陶粒為膨脹型陶粒；二是燒結機進行生產，生產的陶粒為燒結性陶粒，所用原料為粘土、頁巖、粉煤灰等等。陶粒生產工藝在原料處理、配料、成球和成品處理等工序上，世界各國的做法都基本相同。采用燒結法生產的優點是主機產量大、生產效率高、產品質量較好、生產控制方便靈活、無結窯、易于穩定生產、原材料要求不嚴。缺點是只能燒結不能燒脹，機上產品產量不均衡、不穩定、設備占地面積大、基建投資大。采用回轉窯法生產，主要優點是即可燒結，也可燒脹，采用同一套裝置，通過不同配方和焙燒制度，可分別生產高強陶粒、超強陶粒或結構保溫陶粒；這也是燒結機法和立窯法無法做到的；其次回轉窯可露天設置，土建投資明顯節省；回轉窯法主要缺點是以粉煤灰為原料生產陶粒時，對粉煤灰化學成分要求較嚴、粘結助熔劑攙量多(超輕型30% 70%，高強型20% 30%)、熱耗大(比燒結機大1倍)、外加劑摻入的品種多、配比嚴、單機產量小、焙燒控制較難、經驗不足、窯內易產生結塊、結圈、 生產成本比燒結法高(20 % 30 % )。
發明內容
本發明克服了現有技術的不足，提供一種用先鋒硅藻土制備陶粒的方法，本方法先將先鋒硅藻土自然風干粉碎，然后按重量比100:60 70的比例將硅藻土與水混合并攪拌均勻，混合物風干至含水率為40 50%時，制成球形，自然風干或在烘箱105 °C下干燥，最后焙燒，得到高強硅藻土陶粒。本發明中在先鋒硅藻土中添加粘土，添加比例是10 20%，添加一定比例的粘土，實質是增加原料中Al2O3、！^e2O3的含量，這樣既可增加料球膨脹度，又能保證熟料得強度。本發明中所述先鋒硅藻土原料粉碎后粒度為0. 2mm 0. 5mm。本發明中成型后硅藻土干燥至含水量為5 10%時，進行焙燒，焙燒溫度為 1130°C 1200°C，焙燒0. 5 1小時后，降溫，溫度降至500°C 600°C時取出，自然冷卻到常溫，即得高強硅藻土陶粒。本發明方法相對于現有技術的優點
1、本發明方法操作簡單，先鋒硅藻土中的SiA的含量為44.5 55. 1%，經過焙燒SiA 的含量可以提高至61. 2%;
2、焙燒時間短；
3、通過本發明方法得到的陶粒在保持產品輕質、高強、保溫隔熱、隔音、防火、抗震等優良性能的同時，其形狀、孔洞、材質也不變，而綜合性能大為改善，抗壓強度大幅度提高， 耐久性變好，吸水率下降，干縮值變小，蜂窩、麻面消失，尺寸規格準確，表面光滑，且陶粒強度好，筒壓強度為8 11. 9 MPa,吸水率7 8%，孔隙率為43 46%，表觀密度為900 1300kg/m3，堆積密度600 760kg/m3，密度等級為700 800 ；
4、本發明方法制備的陶粒適用范圍廣，主要應用于各種輕質骨料混凝土，用輕骨料配制的混凝土，具有輕質、高強、多功能等特點；也可用于制備輕型墻體材料、制造濾料，燒制陶粒中含有一定的碳素，保留了部分生物孔隙，這種濾料容易使微生物掛膜，具有其它陶粒沒有的孔隙結構，為生物凈化污染水源奠定了非常好的基礎，還可應用于制造保溫隔熱材料和硅藻土顆粒吸附劑、填料等方面。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明保護范圍不局限于所述內容。實施例1 本用先鋒硅藻土制備陶粒的方法，具體操作如下
(1)原料來源于尋甸先鋒礦區，是中低品位硅藻土，取上層含45.69%Si02的硅藻土 500g 和中層含44. 5%Si02的硅藻土 500g按1 :1的比例混合；
(2)將混合硅藻土自然風干后進行粉碎，粉碎至粒度在0.2mm 0. 5mm間，然后按重量比100:60的比例將硅藻土與水混合并攪拌均勻，混合物風干至含水率為40%時，制成球形，自然風干至水含率為5%時，放于馬弗爐中進行焙燒，焙燒溫度為1130°C，焙燒Ih 后，開始降溫，爐溫降到500°C時出爐，自然冷卻到常溫，即得高強硅藻土陶粒。按照GB/ T17431. 2-1998《輕集料試驗方法》進行了技術指標測試，結果是筒壓強度為7. 2 MPa，吸水率7. 2%，孔隙率為46%，表觀密度為1290kg/m3，堆積密度7(^kg/m3，密度等級為700級， 53. 6%Si02的硅藻土，強度標號32MPa。實施例2 本用先鋒硅藻土制備陶粒的方法，具體操作如下
(1)原料來源于尋甸先鋒礦區中、低品位硅藻土，將取含44.5% SiO2的硅藻土 500克、 取含55. l%Si02的硅藻土 500克和粘土 250克，按4 :4 2比例混合，添加的粘土的比例為 20% ；
(2)將混合硅藻土自然風干后進行粉碎，粉碎至粒度在0.2mm 0. 5mm間，然后按重量比100:70的比例將硅藻土與水混合并攪拌均勻，混合物風干至含水率為50%時，制成球形，在烘箱105°C下干燥至水含率為10%時，放于馬弗爐中進行焙燒，在1200°C下焙燒 0. 后，開始降溫，爐溫降到60(TC時出爐，自然冷卻到常溫，即得高強硅藻土陶粒。按照 GB/T17431. 2-1998《輕集料試驗方法》進行了部分指標測試，結果是筒壓強度為9. 3 MPa, 吸水率7. 5%，孔隙率為44%，表觀密度為1250kg/m3，堆積密度7(^kg/m3，密度等級為800， 56. 9%Si02的硅藻土，強度標號35MPa。實施例3 本用先鋒硅藻土制備陶粒的方法，具體操作如下
(1)原料來源于尋甸先鋒礦區，是中低品位硅藻土，取含陽.1% SiO2的硅藻土 500g; (2)將混合硅藻土自然風干后進行粉碎，粉碎至粒度在0. 2mm 0. 5mm間，然后按重
量比100:65的比例將硅藻土與水混合并攪拌均勻，混合物風干至含水率為45%時， 制成球形，自然風干至水含率為8%時，放于馬弗爐中進行焙燒，焙燒溫度為1180°C，焙燒 0. 后，開始降溫，爐溫降到550°C時出爐，自然冷卻到常溫，即得高強硅藻土陶粒。按照 GB/T17431. 2-1998《輕集料試驗方法》進行了技術指標測試，結果是筒壓強度為10.2 MPa, 吸水率7%，孔隙率為45%，表觀密度為1185kg/m3，堆積密度700kg/m3，密度等級為800級， 60. l%Si02的硅藻土，強度標號32MPa。
實施例4 本用先鋒硅藻土制備陶粒的方法，具體操作如下
(1)原料來源于尋甸先鋒礦區中、低品位硅藻土，將取含48.3% SiO2的硅藻土 1000克， 添加10%的粘土 100克；
(2)將混合硅藻土自然風干后進行粉碎，粉碎至粒度在0.2mm 0. 5mm間，然后按重量比100:60的比例將硅藻土與水混合并攪拌均勻，混合物風干至含水率為50%時，制成球，在烘箱105°C下干燥至水含率為6%時，放于馬弗爐中進行焙燒，在1150°C下焙燒0. 6h 后，開始降溫，爐溫降到520°C時出爐，自然冷卻到常溫，即得高強硅藻土陶粒。按照GB/ T17431. 2-1998《輕集料試驗方法》進行了部分指標測試，結果是筒壓強度為8. 5 MPa, 吸水率7. 5%，孔隙率為44%，表觀密度為1194kg/m3，堆積密度6(^kg/m3，密度等級為700， 55. 8%Si02的硅藻土，強度標號35MPa。
權利要求
1.一種用先鋒硅藻土制備陶粒的方法，其特征在于將先鋒硅藻土自然風干粉碎，然后按重量比100:60 70的比例將硅藻土與水混合并攪拌均勻，混合物風干至含水率為 40 50%時，制成球形，自然風干或在烘箱105°C下干燥，最后焙燒，得到高強硅藻土陶粒。
2.根據權利要求1所述的用先鋒硅藻土制備陶粒的方法，其特征在于在先鋒硅藻土中添加粘土，添加比例是10 20%。
3.根據權利要求1所述的用先鋒硅藻土制備陶粒的方法，其特征在于先鋒硅藻土粉碎后粒度為0. 2 0. 5mm。
4.根據權利要求1所述的用先鋒硅藻土制備陶粒的方法，其特征在于成型后硅藻土干燥至含水率為5 10%時，進行焙燒，焙燒溫度為1130°C 1200°C，焙燒0. 5 1小時后， 降溫，溫度降至500°C 600°C時取出，自然冷卻到常溫，即得高強硅藻土陶粒。
全文摘要
本發明公開了一種用先鋒硅藻土制備陶粒的方法，自然風干后的先鋒硅藻土原料經過粉碎處理后，與水按重量比100:60～70的比例混合并攪拌均勻，混合物風干至水分為40～50%時，成型，自然風干，最后焙燒，得到高強硅藻土陶粒；本發明方法操作簡單，效果好，通過本方法得到的陶粒強度好，吸水率下降，耐久性強，適用于范圍廣。
文檔編號C04B38/00GK102515822SQ20111043363
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月22日 優先權日2011年12月22日
發明者劉自蓮, 張梅, 李毅, 黃秋香 申請人:昆明理工大學