輕質高強陶粒及其制備方法
【專利摘要】本發明提供一種輕質高強陶粒，其由如下質量份配比的組分組成：鐵尾礦60～80份、鋁廠污泥15～35份、活性炭5～15份；同時揭露了該輕質高強陶粒的制備方法。本發明的有點在于：實現了固體廢棄物的再利用，達到利廢、節能和環保的目的，具有顯著的社會和經濟效益，且獲得了性能優異的輕質高強陶粒。
【專利說明】
輕質高強陶粒及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種輕質高強陶粒及其制備方法。
【【背景技術】】
[0002]陶粒是一種人造輕質粗集料，通常是在一定溫度(一般是高溫)下處理，使原料發生化學反應釋放氣體，產生氣孔和膨脹，冷卻后形成輕質多孔、有一定強度的球形或橢圓形硅酸鹽球體。陶粒的內部結構特征呈細密蜂窩狀微孔。這些微孔都是封閉型的，而不是連通型的，這是陶粒質輕的主要原因。
[0003]而鐵尾礦、鋁廠污泥是我國目前排放量較大的兩種固體工業廢棄物。其中，鐵尾礦為鐵礦經機械洗選后排放的尾礦，具有較高的Si02、Fe203含量，S12含量值約在45%?80 %，Fe2O3含量值約12 %?18 % ;鋁廠污泥為鋁廠處理尾礦，其Al2O3含量高達90 %以上，Ca0、Mg0、K20、Na20等含量約5?10%;現有鐵尾礦跟鋁廠污泥作為固體廢棄物主要的處理方式是長期堆放，不僅占用大量土地，而且對大氣環境和地下水資源造成了極其惡劣的影響。目前國內外對鐵尾礦、鋁廠污泥的利用已進行相關研究，多數應用于路基填埋、制磚、混凝土摻合料等方面的應用，但尚未見兩者綜合應用于陶粒方面生產應用的研究報道。
【
【發明內容】
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[0004]本發明所要解決的技術問題在于提供一種輕質高強陶粒及其制備方法，實現了固體廢棄物的再利用，達到利廢、節能和環保的目的，具有顯著的社會和經濟效益，且獲得了性能優異的輕質高強陶粒。
[0005]本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的:一種輕質高強陶粒及其制備方法，該輕質高強陶粒由如下質量份配比的組分組成:
[0006]鐵尾礦60?80份；
[0007]鋁廠污泥15?35份；
[0008]活性炭5?15份。
[0009]進一步地，該輕質高強陶粒的制備方法包括如下具體操作:
[0010]將鐵尾礦、鋁廠污泥各自粉磨，并過0.08mm篩；之后按下述質量份配比準備各組分:鐵尾礦60?80份、鋁廠污泥15?35份、活性炭5?15份，將準備好的各組分混合并攪拌均勾形成混合料，攪拌轉速為80 土 4r/ min，攪拌時間^ 1min ；接著根據每500g混合料加入100±30ml的水進行拌制，并成型即制成球形狀，然后于100-105°C下干燥24h;最后進行燒成，燒成溫度為1150?1300°C，燒成歷時10-20min，燒成結束后即得所述輕質高強陶粒。
[0011]本發明有益效果在于:
[0012]提供了一種以固體廢氣物為主要原料的輕質高強陶粒，該輕質高強陶粒具有較好的強度、較低的吸水率及堆積密度，且以莫來石和玻璃相為主體的網絡結構，即具有優異的性能；同時揭露了該輕質高強陶粒的制備方法，整個制備過程簡單易于操作、且穩定性良好;因此，本發明實現了固體廢棄物的再利用，達到利廢、節能和環保的目的，具有顯著的社會和經濟效益，且獲得了性能優異的輕質高強陶粒。
【【附圖說明】】
[0013]下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的描述。
[0014]圖1是本發明實施例1中的XRD圖。
[0015]圖2是本發明實施例1中的SEM圖。
[0016]圖3是本發明實施例2中的XRD圖。
[0017]圖4是本發明實施例2中的SEM圖。
[0018]圖5是本發明實施例3中的XRD圖。
[0019]圖6是本發明實施例3中的SEM圖。
【【具體實施方式】】
[0020]本發明輕質高強陶粒由如下質量份配比的組分組成:鐵尾礦60?80份;鋁廠污泥15?35份;活性炭5?15份。其中，鐵尾礦作為發氣和助熔成分，即可有效增加產品孔隙又可降低燒成溫度;鋁廠污泥具有降低燒成溫度的作用，且其含有Ca0、Mg0、K20、Na20等助熔成分;活性炭主要是為了弓I入有效發氣成分。
[0021 ]所述輕質高強陶粒的制備方法的具體操作如下:
[0022]將鐵尾礦、鋁廠污泥各自粉磨，并過0.08mm篩；之后按下述質量份配比準備各組分:鐵尾礦60?80份、鋁廠污泥15?35份、活性炭5?15份，將準備好的各組分混合并攪拌均勾形成混合料，攪拌轉速為80 土 4r/ min，攪拌時間^ 1min ；接著根據每500g混合料加入100±30ml的水進行拌制，并成型即制成球形狀，然后于100-105°C下干燥24h;最后進行燒成，燒成溫度為1150?1300°C，燒成歷時10-20min，燒成結束后即得所述輕質高強陶粒。
[0023]需要說明的是，根據輕質高強陶粒燒結三相圖可知，S12含量宜在
[0024]53?79% ,Al2O3含量宜在12?26%，而助熔成分宜在3?22%，有效發氣成分宜在5?10%，因此，本發明
【申請人】通過配方設計和燒成工藝研究，根據各原料的化學成分組成，進行科學有效的配制，達到最大程度利用工業固廢的目的，同時使各組分進行最佳組合，使S12和Al2O3結合生成具有強度支撐作用的莫來石晶相和無定形玻璃相，使Fe2O3和活性炭增加引氣量，形成更多細密孔隙，使Fe203、Ca0、Mg0、K20、Na20等助熔劑降低燒成溫度，燒制出具有輕質高強物理性能的陶粒。
[0025]為了更好的對本發明進行闡述說明，
【申請人】例舉了如下實施例。
[0026]實施例1
[0027]將鐵尾礦、鋁廠污泥各自粉磨，并過0.08mm篩;之后取活性炭1.5Kg、過篩后的鐵尾礦6Kg、鋁廠污泥2.5Kg并混合，且置于攪拌器中攪拌均勻形成混合料1Kg，攪拌轉速為80 土4r/min，攪拌時間為1min;接著根據每500g混合料加水量120ml (即加入總水量為2.4L)進行拌制，并制成球形，然后于100°C下干燥24h;最后進行燒成，燒成溫度為1200°C，燒成歷時20min，燒成結束后即得輕質高強陶粒。
[0028]將本實施例所得的輕質高強陶粒采用X射線衍射，則所得衍射圖譜即XRD圖如圖1所示；同時對輕質高強陶粒置于掃描電子顯微鏡下觀察檢測，則所得SEM圖如圖2所示;結合圖1與圖2可知，本實施例所得輕質高強陶粒中主要以莫來石和玻璃相為主，具有一定的孔隙，物理性能表征其吸水率為5.1%,筒壓強度6.2MPa，堆積密度656kg/m3。
[0029]實施例2
[0030]將鐵尾礦、鋁廠污泥各自粉磨，并過0.08mm篩;之后取活性炭lKg、過篩后的鐵尾礦7Kg、鋁廠污泥2Kg并混合，且置于攪拌器中攪拌均勻形成混合料10Kg，攪拌轉速為80±4r/min，攪拌時間為15min;接著根據每500g混合料加水量120ml (即加入總水量為2.4L)進行拌制，并制成球形，然后于105°C下干燥24h;最后進行燒成，燒成溫度為1250°C，燒成歷時20min，燒成結束后即得輕質高強陶粒。
[0031]將本實施例所得的輕質高強陶粒采用X射線衍射，則所得衍射圖譜即XRD圖如圖3所示；同時對輕質高強陶粒置于掃描電子顯微鏡下觀察檢測，則所得SEM圖如圖4所示;結合圖3與圖4可知，本實施例所得輕質高強陶粒中主要以莫來石和玻璃相為主，具有一定的孔隙，物理性能表征其吸水率為2.6%,筒壓強度8.8MPa，堆積密度773kg/m3。
[0032]實施例3
[0033]將鐵尾礦、鋁廠污泥各自粉磨，并過0.08mm篩;之后取活性炭0.5Kg、過篩后的鐵尾礦8Kg、鋁廠污泥1.5Kg并混合，且置于攪拌器中攪拌均勻形成混合料10Kg，攪拌轉速為80土4r/min，攪拌時間為12min;接著根據每500g混合料加水量130ml (即加入總水量為2.6L)進行拌制，并制成球形，然后于102°C下干燥24h;最后進行燒成，燒成溫度為1300°C，燒成歷時18min，燒成結束后即得輕質高強陶粒。
[0034]將本實施例所得的輕質高強陶粒采用X射線衍射，則所得衍射圖譜即XRD圖如圖5所示；同時對輕質高強陶粒置于掃描電子顯微鏡下觀察檢測，則所得SEM圖如圖6所示;結合圖5與圖6可知，本實施例所得輕質高強陶粒中主要以莫來石和玻璃相為主，具有一定的孔隙，物理性能表征其吸水率為3.6%,筒壓強度7.8MPa，堆積密度857kg/m3。
[0035]綜上可知，本發明輕質高強陶粒具有較好的強度，較低的吸水率及堆積密度，且以莫來石和玻璃相為主體的網絡結構；而且制備過程主要原料為簡單、易得、低廉的廢棄物，整個制備過程簡單易于操作、且穩定性良好;換而言之，本發明實現了固體廢棄物的再利用，達到利廢、節能和環保的目的，具有顯著的社會和經濟效益，同時獲得了性能優異的輕質高強陶粒。
【主權項】
1.一種輕質高強陶粒，其特征在于:該輕質高強陶粒由如下質量份配比的組分組成: 鐵尾礦60?80份； 鋁廠污泥15?35份； 活性炭5?15份。2.權利要求1所述的輕質高強陶粒的制備方法，其特征在于:包括如下具體操作: 將鐵尾礦、鋁廠污泥各自粉磨，并過0.08mm篩；之后按下述質量份配比準備各組分:鐵尾礦60?80份、鋁廠污泥15?35份、活性炭5?15份，將準備好的各組分混合并攪拌均勻形成混合料，攪拌轉速為80 土 4r/min，攪拌時間彡1min ；接著根據每500g混合料加入100 土30ml的水進行拌制，并成型即制成球形狀，然后于100-105°C下干燥24h;最后進行燒成，燒成溫度為1150?1300°C，燒成歷時10-20min，燒成結束后即得所述輕質高強陶粒。
【文檔編號】C04B38/06GK106045565SQ201610387846
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月2日
【發明人】陳鋒, 周敏, 林生鳳, 黃芳, 張蔚
【申請人】福建省建筑科學研究院