一種富硅莫來石輕質(zhì)骨料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明具體涉及一種富硅莫來石輕質(zhì)骨料及其制備方法。其技術(shù)方案是：先以50～90wt%的鋁硅質(zhì)細粉和10～50wt%的粘土粉為原料，再外加6～12wt%的結(jié)合劑和10～20wt%的水，經(jīng)造粒成型制成粒狀素坯，放置于恒溫100～200℃的環(huán)境中烘烤24～48h后升溫至1000～1300℃，保溫2～10h，即得富硅莫來石輕質(zhì)骨料。本發(fā)明具有生產(chǎn)成本低和工藝簡單的特點，不僅可以實現(xiàn)固體廢棄物的高效回收，還有效降低耐火骨料的生產(chǎn)成本，所得富硅莫來石輕質(zhì)骨料平均孔徑小且孔徑分布均勻、體積密度小、強度高和重燒線變化小，可直接用于澆注料體系。
【專利說明】一種富硅莫來石輕質(zhì)骨料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于制備輕質(zhì)骨料的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用瓷磚廢料制備輕質(zhì)骨料的方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]伴隨著不可再生能源的過度消耗和廢棄物的大量堆積，資源節(jié)約和環(huán)境友好已經(jīng)成為時代的兩大主題。廢棄物的堆積不利于資源的可持續(xù)發(fā)展，是亟待解決的問題。瓷磚是工業(yè)和日常生活的常用物品，經(jīng)使用后的廢棄瓷磚無法得到回收利用，儲量以每年數(shù)萬噸的速率增長。針對國內(nèi)工業(yè)和日用的瓷磚廢料堆積如山的現(xiàn)狀，本發(fā)明給出回收利用廢棄瓷磚廢料的方法。
[0003]到現(xiàn)階段為止，用于制備耐火輕質(zhì)骨料的原料價格較高，且制作工藝復雜，能耗高，得到的耐火輕質(zhì)骨料成品的性能也較普通，使得耐火輕質(zhì)骨料的發(fā)展受到限制。本發(fā)明采用造粒成型利用瓷磚粉廢料制備一種富硅莫來石輕質(zhì)耐火骨料，所需原料成本低廉，生產(chǎn)工藝簡單，能耗低，且造粒成型能夠維持骨料原本的微孔結(jié)構(gòu)使所得的骨料性能穩(wěn)定，具有良好的發(fā)展前景。
[0004]目前，廢棄瓷磚粉依然沒有得到充分的利用，以廢棄瓷磚粉制備性能優(yōu)良的耐火輕質(zhì)骨料仍處于空缺狀態(tài)?！耙环N微孔莫來石輕質(zhì)火骨料及其制備方法”(CN101265118A)專利技術(shù)，公開了以35~40wt%的招帆土生料、14~20wt%的煤砰石、4~13wt%的鋸末和27~45wt%的石油焦炭為原料，經(jīng)過濕法共磨、擠壓成型、煅燒和破碎制得體積密度為1.0~1.2g/cm3的莫來石 輕質(zhì)骨料。該方法的缺陷主要體現(xiàn)在:(I)廢棄物的利用率不高；
(2)生產(chǎn)工藝較復雜，能耗高；(3)破碎損壞了骨料的組織結(jié)構(gòu)，且產(chǎn)品粒度不易控制；(4)利用0.132~0.198mm篩下物成型，無起支撐作用的骨料。
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的是提供一種能節(jié)約資源、保護環(huán)境、降低成本的利用瓷磚粉廢料制備輕質(zhì)骨料的方法。用該法所制得的富硅莫來石輕質(zhì)骨料平均孔徑小且孔徑分布均勻、體積密度小、強度高和重燒線變化小。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:先以50~90wt%的鋁硅質(zhì)細粉和10~50wt%的粘土粉為原料，再外加6~12wt%的結(jié)合劑和10~20wt%的水，經(jīng)造粒成型制成粒狀素坯，放置于恒溫100~200°C的環(huán)境中烘烤24~48h后升溫至1000~1300°C，保溫2~10h，即得富硅莫來石輕質(zhì)骨料。
[0007]在上述技術(shù)方案中:廢棄瓷粉料中的Na2O含量 0.5wt%，K20含量 2.5wt% ;廢棄陶瓷粉料的粒徑< 0.074mm，廢棄陶瓷粉料的Al2O3含量> 40wt%, SiO2含量> 45wt% ;粘土粉的Al2O3含量> 35wt%，粘土粉的粒徑< 0.088mm ;造孔劑為聚苯乙烯球、植物秸桿、普通紙纖維和稻殼中的一種；結(jié)合劑為羥甲基纖維素、磷酸二氫鋁、淀粉和糊精中的一種。
[0008]由于采用上述技術(shù)方案，所得到的富硅莫來石輕質(zhì)骨料具有以下特點:[0009]1、本發(fā)明所用主原料為目前大量堆積且沒有得到充分利用的廢棄瓷磚粉料，變廢為寶，不僅減緩了環(huán)境壓力還節(jié)約了處理大量廢棄陶瓷粉料的費用；
[0010]2、生產(chǎn)工藝簡單，將原料造粒成型經(jīng)烘干和煅燒后即可作為輕質(zhì)澆注料的骨料使用；
[0011]3、造粒成型的骨料制品，保存了骨料完整的氣孔結(jié)構(gòu)和表面形貌，多骨料的吸水性、氣孔率和強度有很大的改善；
[0012]4、所制得的富硅莫來石輕質(zhì)骨料Al2O3含量為35~45wt%，孔徑分布主要分布在20 μ m以下，集中分布在5~8 μ m之間，體積密度為0.8~1.2g/cm3,顯氣孔率為45~65%,重燒線變化±0.5%，常溫耐壓強度為15~30MPa。
[0013]因此，本發(fā)明具有生產(chǎn)成本低和工藝簡單的特點，不僅可以實現(xiàn)固體廢棄物的高效回收，還有效降低耐火骨料的生產(chǎn)成本，所得富硅莫來石輕質(zhì)骨料平均孔徑小且孔徑分布均勻、體積密度小、強度高和重燒線變化小，可直接用于澆注料體系。
【具體實施方式】:
[0014]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的描述，并非對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0015]為避免重復，先將本【具體實施方式】所涉及到的有關(guān)技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下:廢棄瓷粉料中的Na2O含量< 0.5wt%, K2O含量< 2.5wt% ;廢棄陶瓷粉料的粒徑< 0.074mm,廢棄陶瓷粉料的Al2O3含量> 40wt%, SiO2含量> 45wt% ;粘土粉的Al2O3含量> 35wt%，粘土粉的粒徑< 0.088mm。實施例中不再贅述。
[0016]實施例1
[0017]一種富硅莫來石輕質(zhì)骨料及其制備方法。先以50~60wt%的廢棄陶瓷粉料和40~50wt%的粘土粉為原料，再外加所述原料10~12wt%的水、25~35wt%的普通紙纖維、
3.5~6wt%的淀粉和4.5~6wt%的磷酸二氫招,均勻混合后造粒成型，自然干燥。
[0018]將自然干燥后的粒狀素坯在80~110°C條件下烘烤5~8h，然后升溫至1000~1300°C，保溫4~8h即得富硅莫來石輕質(zhì)骨料。
[0019]本實施例所制備的鋁硅質(zhì)輕質(zhì)骨料的Al2O3含量為35~40wt%，體積密度為0.8~
0.9g/cm3，顯氣孔率為55~60%,常溫耐壓強度16.0~19.0MPa0
[0020]實施例2
[0021]一種富硅莫來石輕質(zhì)骨料及其制備方法。先以60~70wt%的廢棄陶瓷粉料和30~40wt%的粘土粉為原料，再外加所述原料13~18wt%的水、25~35wt%的普通紙纖維、
1.5~3.0wt%的淀粉和3.5~4.0wt%的磷酸二氫招,均勻混合后造粒成型，自然干燥。
[0022]將自然干燥后的粒狀素坯在180~200°C條件下烘烤4~6h，然后升溫至1000~1300°C，保溫2~6h后即得富硅莫來石輕質(zhì)骨料。
[0023]本實施例所制備的鋁硅質(zhì)輕質(zhì)骨料的Al2O3含量為37~40wt%，體積密度為
0.90~1.0g/cm3,顯氣孔率為45~50%,常溫耐壓強度15.0~17.0MPa。
[0024]實施例3
[0025]一種富硅莫來石輕質(zhì)骨料及其制備方法。先以70~80wt%的廢棄陶瓷粉料和20~30wt%的粘土粉為原料，再外加所述原料12~15wt%的水、20~25wt%的植物秸桿、2.0~3.0wt%的輕甲基纖維素和4.5~5.0wt%的磷酸二氫招,均勻混合后造粒成型，自然干燥。
[0026]將自然干燥后的粒狀素坯在100~120°C條件下烘烤20~24h，然后升溫至1000~1300°C，保溫3~5h后即得富硅莫來石輕質(zhì)骨料。
[0027]本實施例所制備的鋁硅質(zhì)輕質(zhì)骨料的Al2O3含量為38~42wt%，體積密度為1.0~
1.lg/cm3，顯氣孔率為48~53%，常溫耐壓強度18.0~20.5MPa。
[0028]實施例4
[0029]一種富硅莫來石輕質(zhì)骨料及其制備方法。先以80~90wt%的陶瓷廢料和10~20wt%的粘土為原料，再外加所述原料13~15wt%的水、20~25wt%的聚苯乙烯球、2.0~
3.0wt%的糊精和4.5~5.0wt%的磷酸二氫鋁，均勻混合后造粒成型，自然干燥。
[0030]將自然干燥后的粒狀素坯在100~120 °C條件下烘烤12~24h，然后升溫至1000~1300°C，保溫6~IOh后即得富硅莫來石輕質(zhì)骨料。
[0031 ] 本實施例所制備的鋁硅質(zhì)輕質(zhì)骨料的Al2O3含量為40~43wt%，體積密度為
0.95~1.05g/cm3，顯氣孔率為50~55%,常溫耐壓強度20.0~23.0MPa0
[0032]實施例5
[0033]一種富硅莫來石輕質(zhì)骨料及其制備方法。先以80~85wt%的廢棄陶瓷粉料和15~20wt%的粘土粉為原料， 再外加所述原料12~20wt%的水、30~35wt%的聚苯乙烯球、
6.0~8.0wt%的淀粉,均勻混合后造粒成型，自然干燥。
[0034]將自然干燥后的粒狀素坯在80~110°C條件下烘烤20~24h，然后升溫至1200~1300°C，保溫3~6h后即得富硅莫來石輕質(zhì)骨料。
[0035]本實施例所制備的鋁硅質(zhì)輕質(zhì)骨料的Al2O3含量為39~40wt%，體積密度為
0.85~0.95g/cm3，顯氣孔率為60~65%,常溫耐壓強度17.5~19.5MPa。
[0036]實施例6
[0037]一種富硅莫來石輕質(zhì)骨料及其制備方法。先以70~75wt%的廢棄陶瓷粉料和25~30wt%的粘土粉為原料，再外加所述原料12~16wt%的水、10~15wt%的聚苯乙烯球、
4.0~6.0wt%的淀粉和2.0~3.0wt%的輕甲基纖維素,混合均勻后造粒成型，自然干燥。
[0038]將自然干燥后的粒狀素坯在150~180 °C條件下烘烤10~12h，然后升溫至1100~1250°C，保溫3~6h，經(jīng)破碎后即得富硅莫來石輕質(zhì)骨料。
[0039]本實施例所制備的鋁硅質(zhì)輕質(zhì)骨料的Al2O3含量為38~4lwt%，體積密度為
1.05~1.15g/cm3，顯氣孔率為57~63%，常溫耐壓強度19.0~22.5MPa。
[0040]實施例7
[0041]一種富硅莫來石輕質(zhì)骨料及其制備方法。先以75~85wt%的廢棄陶瓷粉料和15~25wt%的粘土粉為原料，再外加所述原料15~20wt%的水、15~25wt%的聚苯乙烯球、
5.0~7.0wt%的淀粉和1.0~1.5wt%的糊精，混合均勻后造粒成型，自然干燥。
[0042]將自然干燥后的粒狀素坯在110~150°C條件下烘烤18~20h，然后升溫至1200~1300°C，保溫3~6h，經(jīng)破碎后即得富硅莫來石輕質(zhì)骨料。
[0043]本實施例所制備的鋁硅質(zhì)輕質(zhì)骨料的Al2O3含量為39~42wt%，體積密度為0.9~
1.lg/cm3，顯氣孔率為45~50%,常溫耐壓強度25.0~30.0MPa0
[0044]本具體實施例所用主要原料為目前大量堆積的固體廢棄瓷磚，減輕環(huán)境壓力，同時變廢為寶；生產(chǎn)工藝簡單，混合后壓力成型，煅燒、破碎后即得可作為輕質(zhì)澆注料的骨料使用；所制得的富硅莫來石輕質(zhì)骨料Al2O3含量為35~45wt%，孔徑分布主要分布在20 μ m以下，集中分布在5~8 μ m之間，體積密度為0.8~1.2g/cm3,顯氣孔率為45~65%,重燒線變化±0.5%，常溫耐壓強度為15~30MPa。
[0045]因此，本發(fā)明具有生產(chǎn)成本低和工藝簡單的特點，不僅可以實現(xiàn)固體廢棄物的高效回收，還有效降低耐火骨料的生產(chǎn)成本，所得富硅莫來石輕質(zhì)骨料平均孔徑小且孔徑分布均勻、體積密度小、 強度高和重燒線變化小，可直接用于澆注料體系。
【權(quán)利要求】
1.一種輕質(zhì)骨料的制備方法，其特征在于先將一種鋁硅質(zhì)細粉與粘土以1:1~9:1的比例均勻混合8~12h，外加6~12wt%的結(jié)合劑和10~20wt%的水，經(jīng)造粒成型制成粒狀素坯，100~200°C干燥后在1000~1300°C的條件下燒成，保溫2~IOh后即得到富硅莫來石輕質(zhì)骨料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)骨料的制備方法，其特征在于所述的鋁硅質(zhì)細粉均由瓷磚邊角料、廢料破碎得到，粒徑均小于0.074mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輕質(zhì)骨料的制備方法，其特征在于所述的鋁硅質(zhì)細粉的主要化學成分是=Al2O3含量≥40wt%, SiO2含量≥45wt%, Na2O含量≥0.5wt%, K2O含量-2.5wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)骨料的制備方法，其特征在于所述的造孔劑為聚苯乙烯球、植物秸桿、普通紙纖維和稻殼中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕質(zhì)骨料的制備方法，其特征在于所述的結(jié)合劑為水玻璃、磷酸二氫鋁、淀粉和糊精中的一種及以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~5項中任一項所述的輕質(zhì)骨料的制備方法所制得的輕質(zhì)骨料。
【文檔編號】C04B35/66GK103467123SQ201310392964
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】張金龍, 汪雷, 李淑靜, 董舜杰, 李遠兵, 徐娜娜 申請人:安徽瑞泰新材料科技有限公司