一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒及其制備方法，通過分步噴入5％～25％的三聚磷酸鈉溶液，干燥時溶解于水中的鈉離子隨著水分向表面擴散富集于生料球表面殼層，燒成過程中表面層的鈉離子與其它物質反應形成易熔物質，起到助燒結劑的作用，生料球的表面層以下助燒結劑中鈉離子含量很低，在表面層燒結溫度下燒成的陶粒，吸水率較小，但表面層以下核心區域未燒結密度較低，最終得到吸水率小同時整體密度低的輕質陶粒。本發明解決了陶粒既要求吸水率小、強度高，又要求容重小的問題。本發明三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒的制備方法工藝簡單，操作安全，可大批量生產，且成本低。
【專利說明】一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于建筑新材料【技術領域】，具體涉及一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶 粒及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 陶粒是以粘土，工業廢渣、廢料、尾礦、低質頁巖等為原料，添加少量粘結劑和添加 齊?，經過混合、成球高溫燒結等傳統工藝過程而制成輕骨料，其具有容重輕、強度高、導熱性 低、耐火度較高、保溫防凍抗腐蝕、抗沖擊、抗震、耐磨無放射物（無有害物）等特點，是一種 優質的綠色建筑材料。由于陶粒的吸水性能嚴重影響了陶粒混凝土的和易性和膠結能力， 所以需要添加易燒結礦物、廢渣等燒結助劑來提高陶粒的燒結程度，減小陶粒的吸水率。燒 結助劑與原料混合均勻，降低了陶粒的燒結溫度，使陶粒致密，同時增大了陶粒比重，降低 了陶粒的隔熱隔音效果而限制了陶粒的使用。燒脹陶粒雖然解決了陶粒的吸水率和隔熱隔 音的問題，但是要求其生產原料必須是可燒脹原料，這種原料在自然界中很少，再一方面陶 粒生產是在高溫下膨化而形成的中空球體，能耗較高、陶粒強度不高，由原料的性能來保證 產品性能和尺寸，工藝難控制。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的缺點，提供一種三聚磷酸鈉表面助 燒結的輕質陶粒及其制備方法，具有表面燒結致密，整體密度低，吸水率小，強度高，制備工 藝簡單的優點。
[0004] 為實現上述目的，一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒制備方法，采用以下技 術方案：包括以下步驟：
[0005] 1)取原料以質量百分比計：0% -65%的粉煤灰、35% -95%的粘土、0?65%的陶 瓷廢料和〇?65%的粘土尾礦；將原料混合后進行球磨、干燥和研細處理后得坯料備用；其 中顆粒度小于65 μ m的坯料占坯料總質量的90%以上；
[0006] 2)將步驟1)制備的坯料和成孔劑以質量比100 : (5?20)混合，得到混合料；
[0007] 3)將步驟2)制備的混合料進行成球處理獲得生料球，且在成球處理中將濃度為 5 %?25 %的三聚磷酸鈉水溶液噴至混合料上，獲得的生料球中三聚磷酸鈉水溶液的含量 占生料球總質量的8?15% ;
[0008] 4)將步驟3)得到的生料球進行過篩處理，并干燥，得到干燥生料球；
[0009] 5)將步驟4)得到的干燥生料球在900?1200°C下進行燒成處理3?5小時，后 冷卻得到三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒。
[0010] 所述的步驟2)中成孔劑為煤粉，顆粒度小于0. 125_。
[0011] 步驟3)中三聚磷酸鈉水溶液為間歇式噴灑。
[0012] 所述的步驟3)中成球過程中，根據成球狀況以間歇式加入混合料。
[0013] 所述的步驟3)中成球處理的設備為糖衣機。
[0014] 所述的步驟5)中燒成處理的設備為回轉窯。
[0015] 一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒：其表面燒結致密，內部未燒結呈多孔狀， 吸水率小于5%，容重為1007. 5?1414. 87Kg/m3。
[0016] 一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒制備方法具有以下的有益效果：相比較現 有技術，通過將三聚磷酸鈉助燒結劑以噴灑的形式加入，且三聚磷酸鈉溶液濃度為5%? 25%，鈉以鈉離子的形式存在于溶液中，干燥時濕生料球中溶解于水中的鈉離子隨水分向 生料球表面擴散，水分被蒸發后鈉離子富集于生料球表面殼層，燒成過程中表面層的鈉離 子與其它物質反應形成易熔物質，在900?1200°C熔融，促進表面層燒結，起到助燒結劑的 作用。生料球的表面層以下助燒結劑中鈉離子含量低，在表面層燒結溫度下燒成的陶粒，吸 水率較小，但表面層以下核心區域未燒結密度較低，最終得到吸水率小同時整體密度低的 三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒。所采用的燒結助劑三聚磷酸鈉成本低，加入量易控制。 本發明三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒的制備方法具有工藝簡單，操作安全，可大批量 生產,且成本低等優點。
[0017] 制得的一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒，表面燒結致密，內部未燒結呈多 孔狀，整體密度低；陶粒強度高，容重小，具有良好的隔熱隔音效果。本發明制得的三聚磷酸 鈉助燒結劑中的鈉離子易于擴散，助燒結作用較為明顯。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發明方法的工藝流程圖；
[0019] 圖2為實施例12所制備的陶粒斷面微觀結構圖。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖，對本發明作進一步說明。
[0021] 參見圖1和2, 一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒制備方法包括以下步驟：
[0022] 1)取原料以質量百分比計：0% -65%的粉煤灰、35% -95%的粘土、0?65%的陶 瓷廢料和〇?65%的粘土尾礦；將原料混合后進行球磨、干燥和研細處理后得坯料備用；其 中顆粒度小于65 μ m的坯料占坯料總質量的90%以上；
[0023] 2)將步驟1)制備的坯料和顆粒度小于0. 125mm的成孔劑以質量比100 : (5?20) 混合，得到混合料；
[0024] 3)將步驟2)制備的混合料放入糖衣機中進行成球處理獲得生料球，成球過程中， 根據成球狀況以間歇式加入混合料，且在成球處理中將濃度為5%?25%的三聚磷酸鈉 水溶液間歇式噴至混合料上，獲得的生料球中三聚磷酸鈉水溶液的含量占生料球總質量的 8 ?15% ;
[0025] 4)將步驟3)得到的生料球進行過篩處理，并干燥，得到干燥生料球；
[0026] 5)將步驟4)得到的干燥生料球放入回轉窯中在900?1200°C下進行燒成處理 3?5小時，后冷卻得到三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒。
[0027] -種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒，其表面燒結致密，內部未燒結呈多孔狀， 吸水率小于5%，容重為1007. 5?1414. 87Kg/m3。
[0028] 所述成孔劑為煤粉。
[0029] 表1為實施例1至實施例12中各個組分的添加含量及燒成時間、溫度和制得物質 的吸水率與容重。
[0030] 表 1
【權利要求】
1. 一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 取原料以質量百分比計：〇% -65%的粉煤灰、35% -95%的粘土、O?65%的陶瓷廢 料和O?65%的粘土尾礦；將原料混合后進行球磨、干燥和研細處理后得坯料備用；其中顆 粒度小于65 ii m的坯料占坯料總質量的90%以上； 2) 將步驟1)制備的坯料和成孔劑以質量比100 : (5?20)混合，得到混合料； 3) 將步驟2)制備的混合料進行成球處理獲得生料球，且在成球處理中將濃度為5%? 25 %的三聚磷酸鈉水溶液噴至混合料上，獲得的生料球中三聚磷酸鈉水溶液的含量占生料 球總質量的8?15% ; 4) 將步驟3)得到的生料球進行過篩處理，并干燥，得到干燥生料球； 5) 將步驟4)得到的干燥生料球在900?1200°C下進行燒成處理3?5小時，后冷卻 得到三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒。
2. 根據權利要求1所述的一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒的制備方法，其特征 在于：所述的步驟2)中成孔劑為煤粉，顆粒度小于0. 125mm。
3. 根據權利要求1所述的一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒的制備方法，其特征 在于：步驟3)中三聚磷酸鈉水溶液為間歇式噴灑。
4. 根據權利要求1所述的一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒的制備方法，其特征 在于：所述的步驟3)中成球過程中，根據成球狀況以間歇式加入混合料。
5. 根據權利要求1所述的一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒的制備方法，其特征 在于：所述的步驟3)中成球處理的設備為糖衣機。
6. 根據權利要求1所述的一種三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒的制備方法，其特征 在于：所述的步驟5)中燒成處理的設備為回轉窯。
7. 權利要求1所述的制備方法制得的三聚磷酸鈉表面助燒結的輕質陶粒，其特征在 于：其表面燒結致密，內部未燒結呈多孔狀，吸水率小于5%，容重為1007. 5?1414. 87Kg/ m3。
【文檔編號】C04B33/135GK104310952SQ201410514758
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月29日 優先權日:2014年9月29日
【發明者】任強, 魏騰躍, 武秀蘭, 何選盟, 霍哲哲, 王保興, 謝英民 申請人:陜西科技大學