磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒，其技術方案的要點是，磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒由磷鉀復合型尾礦、高粘凹凸棒石粘土、粉狀凹凸棒發泡劑、活性白土廢渣、漂珠、輕質氧化鎂、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和硫酸亞鐵組成。將配料攪拌混合、擠壓造粒、烘干、焙燒、保溫、篩分后密封包裝為磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒。具有比表面積大、堆積密度小、吸水率高、透氣性能優越、外觀造型美觀無異味、輕質強度好、微孔和大孔為一體的特點。用于培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時，植物的根部將會從磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒里吸收有效磷、鉀、水或液態肥的營養成分，確保植物生長發育好和成活率高，適用于配制無土栽培基質和營養土。
【專利說明】
磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒
技術領域
[0001]本發明涉及陶粒，具體涉及一種磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒。
【背景技術】
[0002]培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時使用的土壤，大多是采用就地附近的泥土，再添加一些草木灰或泥炭土攪拌在一起的，這些土壤的含水率在12?20%，還含有大量的有害病菌。
[0003]采用這些土壤培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時，很難控制后期補水的水量，補水后的土壤含水率超過30 %以上，土壤中的水分含量比較高，土壤將會呈半流泥糊狀或泥漿狀，如果土壤沒有能夠及時得到補水，土壤又將會出現板結硬塊狀，都將會直接影響到植物的正常生長。
[0004]隨著綠化工程質量要求的不斷提高，也常采用粉煤灰陶粒、粘土陶粒、頁巖陶粒和花卉陶粒等材料為無土栽培基質。
[0005]粉煤灰陶粒、粘土陶粒和頁巖陶粒是一種人造輕集料，采用優質黏土、頁巖或粉煤灰為主要原料，通過回轉窯高溫焙燒，經膨化而成，由于其內部呈蜂窩狀結構，因而具有輕質、高強、導熱系數低、吸水率小等特點，(詳見國家標準:GBTl7431.1-2010輕集料及其試驗方法)。
[0006]由于人造輕集料經過高溫焙燒后，其表面形成一層釉質，雖然人造輕集料內部呈蜂窩狀結構的微孔，但是，內部蜂窩狀結構的微孔是一種閉口孔，蜂窩狀結構的微孔不僅彼此之間不連通，而且與外界相隔絕，吸水率較低，人造輕集料內部幾乎不含有水分，將人造輕集料放進水體中，只能漂浮于水的表面，因此，人造輕集料只能撒在土壤的表層，做為一種裝飾，并不能直接用于種植各種苗木、花卉和蔬菜等植物。
[0007]中國專利授權公告號:CN102503539 B，授權公告日:2013年04月17日，名稱為“圓球形凹凸棒花卉陶粒”，公開了“一種圓球形凹凸棒花卉陶粒，圓球形凹凸棒花卉陶粒由高粘凹凸棒石粘土粉、凹凸棒石粘土尾礦粉、紅色膨潤土粉、污泥、硅藻土尾礦粉和稻殼粉組成。將圓球形凹凸棒花卉陶粒的配料經過混合、造粒、焙燒、冷卻和篩分包裝為圓球形凹凸棒花卉陶粒”。
[0008]圓球形陶粒制備工藝:在造粒過程中，先將粉狀配料加工成一種小于0.5毫米的小球，然后將配制好的霧狀水溶液，噴灑在運轉中的造粒機內的小球表面，再將粉狀配料灑落在濕潤的小球的表面，經過多次重復的噴灑霧狀水溶液和將粉狀配料灑落在濕潤的小球的表面，經過一層又一層的包裹，小球的體積不斷增大，最終完成造粒的全過程，制備成一種強度比較高的圓球形陶粒。
[0009]經過焙燒后的圓球形陶粒內部結構更加緊密，雖然圓球形陶粒強度比較高，但是造成了有效比表面積小，比重和堆積密度都比較大，從而降低了圓球形陶粒的吸附能力和吸水率。
[0010]圓球形凹凸棒花卉陶粒是一種圓球形陶粒，在焙燒過程中，圓球形凹凸棒花卉陶粒內部很難能完全燒透，直接影響到圓球形凹凸棒花卉陶粒的內在質量。
[0011]經多次抽樣測試:市場上銷售的人造輕集料平均堆積密度多800kg/m3，平均吸水率彡18%，普通土壤平均堆積密度彡1020kg/m3，平均吸水率彡26%，圓球形凹凸棒花卉陶粒平均堆積密度彡850kg/m3，平均吸水率< 50 %。
[0012]相比之下，這幾種陶粒的堆積密度都比較大，吸水率比較小，用戶希望能發明一種堆積密度<800kg/m3，吸水率彡65%的輕質陶粒，以適用于配制無土栽培基質和營養土。
【發明內容】
[0013]本發明的目的是克服現有技術中不足之處，提供一種磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒。
[0014]磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒由磷鉀復合型尾礦、高粘凹凸棒石粘土、粉狀凹凸棒發泡劑、活性白土廢渣、漂珠、輕質氧化鎂、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和硫酸亞鐵組成。
[0015]磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的生產方法:將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的配料進行攪拌混合、擠壓造粒、烘干、焙燒、保溫、篩分后密封包裝為磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒。
[0016]磷礦石多產于沉積巖，也有產于變質巖和火成巖，除個別情況外，礦物中的磷總是以正磷酸鹽形態存在，磷的主要礦物為磷灰石，磷是重要的化工原料，也是農作物生長的必要元素。鉀鹽礦是一種以鉀的氯化物和硫酸鹽類礦物為主要組分的非金屬礦產，鉀鹽礦物主要有鉀石鹽、光鹵石、鉀鹽鎂礬、無水鉀鎂礬、雜鹵石、鉀鎂礬、軟鉀鎂礬等。
[0017]在磷礦石和鉀鹽礦的礦區都有大量的尾礦，沒有能得到很好的開發利用，本發明選用磷鉀復合型尾礦的粒度<0.074毫米。
[0018]高粘凹凸棒石粘土是以凹凸棒石粘土為原料，經破碎、浸泡、添加、輥壓、干燥、粉碎等工藝制得的一種天然產品，具有較高粘度的優良粘結劑，主要用于精細化工、建材、石油化工、農業、環保等彳丁業，以提尚廣品的質量和功效，本發明選用尚粘凹凸棒石粘土的動力粘度彡2200 mPa.S，產品質量需要符合JC/T 2266-2014凹凸棒石粘土制品的標準，本發明選用高粘凹凸棒石粘土的粒度<0.074毫米。
[0019]粉狀凹凸棒發泡劑具有發泡能力強、發泡倍數高、單位體積產泡量大、泡沫外膜韌性好不易破碎，泡沫穩定性好、可長時間不消泡、泡沫細膩、在介質內生成的孔洞大小均勻、泌水量低和使用介質的相容性好等優點，本發明選用粉狀凹凸棒發泡劑的粒度<0.074毫米。
[0020]活性白土是一種無臭、無味、無毒的白色或米色粉末或顆粒，經脫色以后的活性白土失去了活性即成為活性白土廢渣，一些油廠都將這些活性白土廢渣丟棄，如果得不到及時處理，活性白土廢渣內的脂類有機質發酵后產生霉變和惡臭，不僅資源浪費，污染環境及地下水質，而且易引起火災，將對社會和企業造成一定的損失，本發明選用活性白土廢渣的粒度<0.149毫米。
[0021]漂珠是一種能浮于水面的粉煤灰空心球，呈灰白色，壁薄中空，具有顆粒細、中空、質輕、高強、耐磨、耐高溫、保溫絕緣、絕緣阻燃等多種功能，本發明選用漂珠的粒度<0.149毫米。
[0022]輕質氧化鎂為白色輕質疏松無定型粉末，無臭無味，無毒。暴露在空氣中極易吸收水分和二氧化碳，屬于氣硬性的膠結材料，本發明選用輕質氧化鎂的粒度<0.074毫米。
[0023]珍珠巖經膨脹而成為一種輕質、多功能新型材料，具有表觀密度輕、導熱系數低、化學穩定性好等特點，本發明選用膨脹珍珠巖的粒度<0.25毫米。
[0024]蛭石經過高溫焙燒后，其體積能迅速膨脹數倍至數十倍，體積膨脹后的蛭石叫膨脹蛭石，是世界上最輕的礦物之一，本發明膨脹蛭石的粒度<0.149毫米。
[0025]無水硫酸亞鐵是白色粉末，含結晶水的硫酸亞鐵是淺綠色晶體，10%水溶液的硫酸亞鐵對石蕊呈酸性，PH值約為3.7，在本發明中，硫酸亞鐵用于調整磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的pH值。
[0026]本發明通過下述技術方案予以實現:
1、磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成:磷鉀復合型尾礦15?55%、高粘凹凸棒石粘土 10?30%、粉狀凹凸棒發泡劑5?15%、活性白土廢渣5?10%、漂珠2?10%、輕質氧化鎂I?5%、膨脹珍珠巖0.5?5%、膨脹蛭石0.5?5%、硫酸亞鐵O?5%和水5?35%。
[0027]2、磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的生產方法:
⑴將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的配料輸入已經運轉的攪拌混合機中，攪拌混合為磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的混合物;⑵將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的混合物輸送到擠壓造粒機中，擠壓造粒為不同形狀的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品；⑶將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品，輸送到回轉式烘干爐中進行烘干，烘干溫度控制在150?250°C，烘干時間控制在I?4小時;⑷將烘干后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品輸送到回轉式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在900?950 °C，焙燒時間控制在I?3小時;(5)將焙燒后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品，輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，保溫時間控制在8?24小時;(6)將保溫冷卻后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品輸送到振動篩中進行篩分，篩分后密封包裝為磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒成品；⑵擠壓造粒為不同形狀的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品，是指根據設計需要，分別擠壓造粒為圓球形、圓柱形、梅花形的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品。
[0028]粉狀凹凸棒發泡劑是采用由本發明人于2013年05月26日申請的“粉狀凹凸棒發泡劑”，中國專利授權公告號為:CN 103265213B，授權公告日:2014年09月24日。
[0029]高粘凹凸棒石粘土具有獨特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質和較高的吸附能力，并具有一定的可塑性及粘結力，高粘凹凸棒石粘土的動力粘度多2200 mPa.S，附著力好，有利于原料之間的粘結，增加磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的強度和吸附能力。
[0030]活性白土廢渣在焙燒過程中，活性白土廢渣內的脂類和有機質共同參加磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的焙燒，提高了燃燒氣流的熱量，不但能節省能源，還有利于磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的內部能完全燒透，增加磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒內部的孔隙率，以確保磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的質量。
[0031]粉狀凹凸棒發泡劑在攪拌混合為磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒混合物時，將會產生一定量的氣泡，有利于增加磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒表面和內部的孔隙率。
[0032]漂珠、輕質氧化鎂、膨脹珍珠巖和膨脹蛭石能降低磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的堆積密度，增加磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒表面和內部的孔隙率。
[0033]擠壓造粒后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品含水率大于30%，直接輸送到回轉式焙燒爐中高溫焙燒，在高溫焙燒過程中，陶粒半成品的表面先開始燒結固化，而內部的水蒸汽很難快速蒸發出來，陶粒半成品將會產生爆裂，而且也不能將陶粒半成品內部燒透。
[0034]本發明先將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品輸送到回轉式烘干爐中緩慢進行烘干，烘干溫度控制在150?250°C，再將烘干后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品輸送到回轉式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在900?950°C，可以確保在焙燒過程中將陶粒燒透，不會產生爆裂。
[0035]焙燒后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品內在溫度仍然高達700°C以上，將焙燒后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，可以利用自身的余熱，繼續對磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品均勻加熱，不但能確保將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒內部完全燒透，還能起到均勻散布熱量的作用，提高磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的內在質量。
[0036]磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒表面和內部有大量的微孔，是一種開口孔，開口孔不僅彼此貫通還與外界相通，磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒中心的大孔是一種通孔，有利于在焙燒過程中，能夠將陶粒內部完全燒透，并能增加陶粒的有效比表面積、強度和降低堆積密度。
[0037]磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的外觀形狀設計為圓球形、圓柱形、梅花形等多種形狀，有利于增加磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒相互之間的空隙率和降低磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的堆積密度。
[0038]磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒表面和內部有大量相互連通的微孔，放進水中將會迅速沉入水底，在吸入大量水分的同時，將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒內部微孔中的空氣置換出來。
[0039]雖然磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的吸水率較高，即使吸水率多75%時，磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒表面只是一種濕潤的狀態，并沒有明顯的水滲漏出來，將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒堆積在一起，相互之間形成眾多的空隙，透氣性能好，磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒在干燥狀態下沒有粉塵，長年浸泡在水中也不會產生崩解。
[0040]磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒具有比表面積大、堆積密度小、吸水率高、透氣性能優越、外觀造型美觀無異味、沒有有害病菌、輕質強度好、微孔和大孔為一體的特點。
[0041]為了確保植物的正常生長發育，將水、液態的有機肥或無機肥噴灑在磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒中，也可以將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒浸泡在水、有機肥或無機肥的溶液中，磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒吸收儲存一定量的水或液態肥后取出，用于培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時，植物的根部將會從磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒里吸收有效磷、鉀、水或液態肥的營養成分，確保植物生長發育好，成活率高和壽命更長，并能大大減少補水的次數。
[0042]磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒適用于配制無土栽培基質和營養土。
【附圖說明】
[0043]圖1是圓球形磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒示意圖，圖2是圓球形磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒A-A剖面圖；圖3是圓柱形磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒示意圖，圖4是圓柱形磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒B-B剖面圖；圖5是梅花形磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒示意圖，圖6是梅花形磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒C-C剖面圖。
[0044]如圖所示:I是圓球形磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的通孔，2是圓柱形磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的通孔，3是梅花形磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的通孔。
【具體實施方式】
[0045]下面結合實施例對本發明作進一步的描述:
1、磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成:磷鉀復合型尾礦32 %、高粘凹凸棒石粘土25 %、粉狀凹凸棒發泡劑8 %、活性白土廢渣5 %、漂珠4 %、輕質氧化鎂2%、膨脹珍珠巖I %、膨脹蛭石0.5%、硫酸亞鐵0.5%和水22%。
[0046]2、磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的生產方法:⑴將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的配料輸入已經運轉的攪拌混合機中，攪拌混合為磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的混合物;⑵將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的混合物輸送到擠壓造粒機中，擠壓造粒為不同形狀的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品；⑶將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品，輸送到回轉式烘干爐中進行烘干，烘干溫度控制在200?220°C，烘干時間控制在2小時；⑷將烘干后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品輸送到回轉式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在940?950 °C，焙燒時間控制在I小時;(5)將焙燒后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品，輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，保溫時間控制在16小時;(6)將保溫冷卻后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品輸送到振動篩中進行篩分，篩分后密封包裝為磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒成品；(7)擠壓造粒為不同形狀的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品，是指根據設計需要，擠壓造粒為圓柱形磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品。
[0047]圓柱形磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒平均堆積密度為740kg/m3，吸水率為78%。
【主權項】
1.一種磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒，其特征在于，磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成:磷鉀復合型尾礦15?55%、高粘凹凸棒石粘土 10?30%、粉狀凹凸棒發泡劑5?15%、活性白土廢渣5?10%、漂珠2?10%、輕質氧化鎂I?5%、膨脹珍珠巖0.5?5%、膨脹蛭石0.5?5%、硫酸亞鐵O?5%和水5?35%。2.根據權利要求1所述的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒，其特征在于，磷鉀復合型尾礦的粒度<0.074毫米，高粘凹凸棒石粘土的粒度<0.074毫米，粉狀凹凸棒發泡劑的粒度<0.074毫米，活性白土廢渣的粒度<0.149毫米，漂珠的粒度<0.149毫米，輕質氧化鎂的粒度<0.074毫米，膨脹珍珠巖的粒度<0.25毫米，膨脹蛭石的粒度<0.149毫米。3.根據權利要求1所述的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒，其特征在于，磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的生產方法:⑴將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的配料輸入已經運轉的攪拌混合機中，攪拌混合為磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的混合物;⑵將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒的混合物輸送到擠壓造粒機中，擠壓造粒為不同形狀的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品；⑶將磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品，輸送到回轉式烘干爐中進行烘干，烘干溫度控制在150?250°C，烘干時間控制在I?4小時;⑷將烘干后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品輸送到回轉式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在900?9500C，焙燒時間控制在I?3小時;(5)將焙燒后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品，輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，保溫時間控制在8?24小時;(6)將保溫冷卻后的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品輸送到振動篩中進行篩分，篩分后密封包裝為磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒成品；(7)擠壓造粒為不同形狀的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品，是指根據設計需要，分別擠壓造粒為圓球形、圓柱形、梅花形的磷鉀復合型尾礦輕質通孔陶粒半成品。
【文檔編號】C04B33/132GK106083154SQ201610477962
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月28日
【發明人】蔣文蘭, 許慶華, 黃允金, 陳麗萍, 金白云, 袁欣, 許盛英, 袁長兵
【申請人】蔣文蘭