一种高强陶粒及其制备方法技术

本发明专利技术属于人造轻集料技术领域，公开了一种高强陶粒和所述高强陶粒的制备方法，该高强陶粒的原料包括：脱碳煤泥、工程弃土和铁质原料；该方法包括以下步骤：S1、将脱碳煤泥、工程弃土和少量铁质原料按所述质量百分比混合配料后，利用球磨机粉磨至80μm筛余15％‑30％；S2、经圆盘造粒机制成生料球体；在马弗炉中从室温升温至200℃，并保温；再升温至焙600℃并保温；最后升温至焙1180‑1195℃并保温，自然冷却到常温；从而得到高强陶粒成品。本发明专利技术不需要添加15‑30％石英砂、长石等其他添加剂，制得的陶粒表面质地坚硬，容重较轻，筒压强度高，且吸水率低等优点。

A kind of high strength ceramisite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高强陶粒及其制备方法
本专利技术属于人造轻集料
，特别涉及一种高强陶粒及其制备方法。
技术介绍
陶粒是人造轻骨料的俗称；由于具有质轻，耐腐蚀，抗冻，抗震和良好的隔绝性等多功能特点，陶粒广泛应用于建材、园艺、污水处理、耐火保温材料、化工、石油等领域；目前陶粒的制备原料主要为粘土或页岩，由于粘土是一种宝贵的天然资源，大力发展粘土陶粒必将导致大量优质耕地的破坏和流失；而用页岩生产陶粒会破坏自然植被和环境，并在一定程度上打破生态系统的平衡。此外还包括其他制备方法：例如中国专利(申请号201310196979.X)公开了一种主要以60-80％的煤矸石、10-30％的煤泥、5-10％的石英砂和10-20％的长石混合焙烧制备陶粒的方法，其陶粒容重为650Kg/m3，强度标号达到20MPa；例如中国专利(申请号201010249977.9)公开了一种用煤泥烧制陶粒的方法，其陶粒吸水率为15％-30％，筒压强度1.5-15MPa，颗粒密度大于1166kg/m3的成品；例如中国专利(申请号201610820573.8)公开了利用煤泥制备轻质陶粒滤料的方法，其陶粒吸水率43.17％，筒压强度8.5MPa；由于GB/T17431.1-2010标准中对高强陶粒的要求是：强度标号≧25MPa，吸水率≦10％，600Kg/m3≦密度等级≦1200Kg/m3；筒压强度≧4MPa；因此上述专利公开的陶粒制备方法要么强度不足，要么吸水率不合格，要么煤泥使用率≦30％，限制了对煤泥的大量使用；此外添加15％-30％石英砂和长石等添加剂，增加了原料成本。因此必须对现有的陶粒制备方法加以改进。
技术实现思路
本专利技术要解决上述现有技术中存在的问题，提供一种高强陶粒及其制备方法，该方法以脱碳煤泥和以城市基建产生的工程弃土为主要原料，添加少量铁质原料制备高强陶粒；充分利用了脱碳煤泥中的剩余有机碳提高陶粒内部的孔隙结构，以及通过添加少量铁质原料来提高改善陶粒表面层的硬度，制备高强度陶粒可以应用在高强结构混凝土、预制构件和装配式建筑上。使用脱碳煤泥和建筑弃土为主要原料制备陶粒，不仅无害化利用了固废和减少对环境的危害，同时具有较好的社会效益和环境效益。实现本专利技术上述目的的技术方案可以概括如下：一种高强陶粒，该高强陶粒的原料包括：43-85％(质量百分比)的脱碳煤泥；13-50％(质量百分比)的工程弃土；2-7％(质量百分比)的铁质原料，所述铁质原料为铁矿石。进一步，所述高强陶粒的特性为：吸水率≦10％，筒压强度为4.5-18MPa，堆积密度为600-1100kg/m3。进一步，一种高强陶粒的制备方法，该方法包括以下步骤：S1、将脱碳煤泥、工程弃土和铁质原料按所述质量百分比混合配料后，利用球磨机粉磨至80μm筛余15％-30％；S2、经圆盘造粒机制成大小为5-20mm的生料球体；在马弗炉中从室温升温至200℃，升温时间20-35min，保温15-25min；再从200℃升温至焙600℃，升温时间40-50min，保温15-30min；最后由600℃升温至焙1180-1195℃，升温时间55-75min，保温20-30min后，自然冷却到常温；从而得到高强陶粒成品。进一步，一种高强陶粒的制备方法，该方法包括以下步骤：S1、将43％(质量百分比)的脱碳煤泥、50％(质量百分比)的工程弃土和7％(质量百分比)的铁矿石分别破碎并混合在一起；S2、在小球磨机内粉磨至80μm筛余15％，用圆盘造粒机制成生料球体，生料球体的颗粒大小为5-20mm；S3、将所述生料球体在烘箱中以105℃烘干2小时；S4、将烘干过的生料球体放入马弗炉中，从室温升温至200℃，升温时间25min，保温20min；再从200℃升温至焙600℃，升温时间45min，保温20min；最后由600℃升温至焙1195℃，升温时间65min，保温25min后，自然冷却到常温。进一步，一种高强陶粒的制备方法，该方法包括以下步骤：S1、将55％(质量百分比)的脱碳煤泥、40％(质量百分比)的工程弃土和5％(质量百分比)的铁矿石分别破碎并混合在一起；S2、在小球磨机内粉磨至80μm筛余20％，用圆盘造粒机制成生料球体，生料球体的颗粒大小为5-20mm；S3、将所述生料球体在烘箱中以105℃烘干2小时；S4、将烘干过的生料球体放入马弗炉中，从室温升温至200℃，升温时间25min，保温20min；再从200℃升温至焙600℃，升温时间45min，保温20min；最后由600℃升温至焙1195℃，升温时间65min，保温25min后，自然冷却到常温。进一步，一种高强陶粒的制备方法，该方法包括以下步骤：S1、将70％(质量百分比)的脱碳煤泥、27％(质量百分比)的工程弃土和3％(质量百分比)的铁矿石分别破碎并混合在一起；S2、在小球磨机内粉磨至80μm筛余25％，用圆盘造粒机制成生料球体，生料球体的颗粒大小为5-20mm；S3、将所述生料球体在烘箱中以105℃烘干2小时；S4、然后将烘干过的生料球体放入马弗炉中，从室温升温至200℃，升温时间20min，保温15min；再从200℃升温至焙600℃，升温时间40min，保温15min；最后由600℃升温至焙1185℃，升温时间55min，保温20min后，自然冷却到常温。更进一步，一种高强陶粒的制备方法，该方法包括以下步骤：S1、将85％(质量百分比)的脱碳煤泥、13％(质量百分比)的工程弃土和2％(质量百分比)的铁矿石分别破碎并混合在一起；S2、然后在小球磨机内粉磨至80μm筛余30％，用圆盘造粒机制成生料球体，生料球体的颗粒大小为5-20mm。S3、将所述生料球体在烘箱中以105℃烘干2小时；S4、然后将烘干过的生料球体放入马弗炉中，从室温升温至200℃，升温时间35min，保温25min；再从200℃升温至焙600℃，升温时间50min，保温30min；最后由600℃升温至焙1185℃，升温时间75min，保温30min后，自然冷却到常温。本专利技术具有的优点和积极效果是：1、本专利技术选用的脱碳煤泥为煤泥经过精炼提纯煤后的副产物，充分利用煤泥精炼脱碳后的含碳量较低的优点，由于一般洗煤厂产生的煤泥由于含碳量(含碳量高达25-30％)过高而无法制备高强陶粒的技术难题，以及煤泥使用量≦30％和无法大量使用等问题；本专利技术在煤泥掺入量高达43-85％的情况下，不仅把陶粒的吸水率控制在10％以内，同时也大幅度提高了陶粒的筒压强度(4.5-18MPa)。此外，本专利技术还充分利用了脱碳煤泥中的少量碳成分，有效地改善了陶粒容重和内部多孔结构，以及充分利用了脱碳煤泥中的水分，有利于成型和造粒。2、本专利技术利用脱碳煤泥和工程弃土组合配料制备高强陶粒，解决了工程弃土对城市环境和水土流失造成的影响，并充分工程弃土本身所具有的良好塑性指数，在制备陶粒过程中，可以有效地降低成球造粒工艺的难度，节约了能耗，并能充分利用了废弃粘土内部内的硅铝成分，增加了陶粒的骨架强度。3、本专利技术不需要添加石英砂、长石等其他添加剂，制得的陶粒具有表面质地坚硬、容重较轻、筒压强度高、且吸水率低等优点。4、本专利技术没有采用粘土或页岩等破坏生态环境的原料，采用的工程弃土为减少城市水土流失量作出了贡献；脱碳煤泥也将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强陶粒，其特征在于：该高强陶粒的原料包括：43‑85％(质量百分比)的脱碳煤泥；13‑50％(质量百分比)的工程弃土；2‑7％(质量百分比)的铁质原料，所述铁质原料为铁矿石。

【技术特征摘要】
1.一种高强陶粒，其特征在于：该高强陶粒的原料包括：43-85％(质量百分比)的脱碳煤泥；13-50％(质量百分比)的工程弃土；2-7％(质量百分比)的铁质原料，所述铁质原料为铁矿石。2.如权利要求1所述的高强陶粒，其特征在于：所述高强陶粒的特性为：吸水率≦10％，筒压强度为4.5-18MPa，堆积密度为600-1100kg/m3。3.如权利要求2所述的高强陶粒的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1、将脱碳煤泥、工程弃土和铁质原料按所述质量百分比混合配料后，利用球磨机粉磨至80μm筛余15％-30％；S2、经圆盘造粒机制成大小为5-20mm的生料球体；在马弗炉中从室温升温至200℃，升温时间20-35min，保温15-25min；再从200℃升温至焙600℃，升温时间40-50min，保温15-30min；最后由600℃升温至焙1180-1195℃，升温时间55-75min，保温20-30min后，自然冷却到常温；从而得到高强陶粒成品。4.如权利要求3所述的高强陶粒的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1、将43％(质量百分比)的脱碳煤泥、50％(质量百分比)的工程弃土和7％(质量百分比)的铁矿石分别破碎并混合在一起；S2、在小球磨机内粉磨至80μm筛余15％，用圆盘造粒机制成生料球体，生料球体的颗粒大小为5-20mm；S3、将所述生料球体在烘箱中以105℃烘干2小时；S4、将烘干过的生料球体放入马弗炉中，从室温升温至200℃，升温时间25min，保温20min；再从200℃升温至焙600℃，升温时间45min，保温20min；最后由600℃升温至焙1195℃，升温时间65min，保温25min后，自然冷却到常温。5.如权利要求3所述的高强陶粒的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S1、将55％(质量百分比)的脱碳煤泥、40％(质量百分比)的工程弃土和5％(质量百分比)的铁矿石分...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩辉，王秀龙，王彬，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12