一种人造彩砂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种人造彩砂及其制备方法。人造彩砂的原料组分按质量份数计：颗粒料100份，无机胶凝料5‑15份，无机颜料0.5‑2份，包膜剂0.2‑1.0份，自来水10‑15份。制备方法：以工业固体废弃物为颗粒料，以无机颜料为着色剂，以无机胶凝料为胶凝剂，以有机聚合物为包膜剂，以水为调和剂，并将上述原料按照规定配比，通过制浆‑着色‑养护‑包膜加工工序制备而成。本发明专利技术解决了现有人造彩砂生产技术中生产成本较高、耐候性较差、高温耗能等问题，易于工业化推广应用。本发明专利技术具有促进工业固体废弃物资源化综合利用，减少天然矿石开采，避免破坏生态环境等积极意义。

【技术实现步骤摘要】
一种人造彩砂及其制备方法
本专利技术涉及人造彩砂
，特别涉及一种利用工业固体废弃物为主要原料的人造彩砂及其制备方法。
技术介绍
彩砂通常包括天然彩砂和人造彩砂两大类。天然彩砂是通过开采天然彩色矿石，并经破碎、筛分等加工而得，具有生产成本较低、价格便宜，产量较大等特点，广泛被用于工业生产。但同时，由于天然彩砂存在产地受限、颜色种类较少，且开采制备过程易破坏生态环境等原因，天然彩砂逐渐被人造彩砂所取代。人造彩砂通常是由颜料、颗粒骨料以及胶凝料复合而成。人造彩砂具有成本较高、色彩丰富、饱满的特点，人造彩砂已经成为彩砂的主要来源，也是未来技术开发的方向。目前人造彩砂的加工技术主要包括：有机料染色法、树脂热固化着色法和高温烧结着色法三大类。有机料染色法，如专利技术专利(申请公开号CN104150797A)，采用有机类胶凝料、各种有机功能助剂、无机颜料或有机颜料，在常温下复合而成。其特点是色泽鲜艳、防水性好、耐酸碱性优良，但是存在耐候性较差、成本较高等缺陷。树脂热固化着色法，如中国专利(申请公开号CN104310832A、申请公开号CN101704266A)，通常采用有机胶凝料、各种有机功能助剂、无机颜料或有机颜料，在加热温度较低(120℃-300℃)的情况下复合而成。其特点是色泽鲜艳、防水性好、耐酸碱性优良，但是存在耐候性较差、成本较高、能耗较高等缺陷。高温烧结着色法，如中国专利(申请公开号CN1644553A、申请公开号CN1807358A、申请公开号CN1962519A、申请公开号CN103910502A、申请公开号CN103626520A、申请公开号CN104446072A)，通常采用无机骨料、胶凝料和无机颜料，经过高温(500℃-1300℃)烧结而成，具有耐候性好、着色性优良等优点，但是也存在成本较高、能耗高等缺点。综上所述，现有人造彩砂工艺技术中普遍存在生产成本高的问题，有机染色法和树脂热固化着色法的人造彩砂存在耐候性差的问题，烧结法的人造彩砂存在高能耗的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有人造彩砂工艺技术中存在的上述问题，提供一种以工业固体废弃物为主要原料，且成本低、能耗低、耐候性好的人造彩砂及其制备方法。本专利技术提供的一种人造彩砂，其原料组分按质量份数计：颗粒料100份，无机胶凝料5-15份，无机颜料0.5-2份，包膜剂0.2-1.0份，自来水10-15份。本专利技术提供的一种人造彩砂的制备方法，包括如下步骤：1)制浆：按上述配比，先将自来水、无机颜料、无机胶凝剂混合研磨30-60分钟，制备成无机胶凝色浆；2)着色：按上述配比，将颗粒料加入制备好的无机胶凝色浆中，搅拌10-15分钟，使颗粒料充分着色；3)养护：将着色后的颗粒料在温度为60℃-80℃、湿度为90％-98％的条件下，养护6-24小时；4)包膜：按上述配比，将包膜剂与养护后的颗粒料混合，在40℃-60℃下，搅拌10-15分钟，完成包膜。所述的无机颜料，包括但不限于氧化铁系颜料、钛白粉、立德粉，以及它们的混合物。所述的无机胶凝料，包括但不限于水泥、石膏、石灰，以及它们与钢渣微粉、矿渣微粉、粉煤灰的混合物。所述的颗粒料，包括但不限于钢渣颗粒、矿渣颗粒、尾矿颗粒、废石颗粒；所述颗粒料的粒径范围为10目-120目之间。所述的包膜剂，包括但不限于纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液、丙烯酸乳液、硅溶胶等成膜物质。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术以廉价的无机胶凝料为胶凝剂，降低产品的原料成本；以耐候性良好的无机颜料为着色剂，提高产品的耐候性能；以耐酸碱和耐磨损的有机聚合物为包膜剂，提高产品的抗酸碱腐蚀性能和抗磨损性能。此外，本专利技术通过温和条件加工，不需要高温加热固化和高温烧结，降低产品生产能耗，最终实现同时降低人造彩砂生产成本和提高产品性能的多重目标。特别是本专利技术以工业固体废弃物为颗粒料制备彩砂，利于实现工业固体废弃物资源化综合利用，可有效减少天然岩石的开采，保护生态环境。附图说明图1为工艺流程图，图中：1-制浆，2-着色，3-养护，4-包膜，5-包装。具体实施方式实施例1人造彩砂的制备：1、制浆：先分别定量称取自来水30kg，氧化铁红颜料3kg，PW.32.5白水泥30kg，同时加入到球磨式制浆机中进行研磨，研磨时间为30分钟，制成无机胶凝色浆备用。2、着色：定量称取粒度为20-60目的钢渣颗粒300kg，一次性加入螺带式着色搅拌机中，启动搅拌电机搅拌物料，再向着色搅拌机中一次性全部加入上述配制好的无机胶凝色浆，并搅拌混合10分钟，完成钢渣着色，将着色后的物料排出着色搅拌机备用。3、养护：将着色后的物料放入养护箱中，在养护温度为80℃，养护湿度为95％环境下，养护12小时；4、包膜：称取固含量为45％苯丙乳液1.8kg,加水配制成固含量为10％的苯丙乳液备用。将养护后的物料加入到立式搅拌包膜机中，启动电机，并将搅拌转速调至80转/分钟，再将配制好的苯丙乳液，加入包膜机中，控制温度45℃，搅拌10分钟，完成无机胶凝色砂的表面包膜；5、包装：最后将包膜后的色砂进行装袋包装，形成产品。所制得的产品性能指标如下表1所示：序号项目技术指标1外观不规则红色颗粒2硬度60HRC3粉尘含量％04松装密度1600(kg/m3)5含水率％0.05(干燥法测水分)6磨损指标％5(在搅拌混合机中搅拌30分钟，测其质量损失)7耐水解性浸泡24小时无色变，无质量损失8耐酸碱性PH＝4.5水中浸泡4h,无明显色变，质量损失率1％实施例2人造彩砂的制备：1、制浆：先分别定量称取自来水30kg，氧化铁红颜料1.5kg，PW.32.5白水泥15kg，同时加入到球磨式制浆机中进行研磨，研磨时间为60分钟，制成无机胶凝色浆备用。2、着色：定量称取粒度为60-120目的钢渣颗粒300kg，一次性加入螺带式着色搅拌机中，启动搅拌电机搅拌物料，再向着色搅拌机中一次性全部加入上述配制好的无机胶凝色浆，并搅拌混合10分钟，完成钢渣着色，将着色后的物料排出着色搅拌机备用。3、养护：将着色后的物料放入养护箱中，在养护温度为80℃，养护湿度为95％环境下，养护24小时；4、包膜：称取固含量为45％苯丙乳液1.0kg,加水配制成固含量为10％的苯丙乳液备用。将养护后的物料加入到立式搅拌包膜机中，启动电机，并将搅拌转速调至80转/分钟，再将配制好的苯丙乳液，加入包膜机中，控制温度45℃，搅拌10分钟，完成无机胶凝色砂的表面包膜；5、包装：最后将包膜后的色砂进行装袋包装，形成产品。所制得的产品性能指标如下表2所示：序号项目技术指标1外观不规则红色颗粒2硬度65HRC3粉尘含量％04松装密度1700(kg/m3)5含水率％0.1(干燥法测水分)6磨损指标％8(在搅拌混合机中搅拌30分钟，测其质量损失)7耐水解性浸泡24小时无色变，无质量损失8耐酸碱性PH＝4.5水中浸泡4h,无明显色变，质量损失率3％实施例3人造彩砂的制备：1、制浆：先分别定量称取自来水60kg，氧化铁红颜料6kg，PW.32.5白水泥45kg，同时加入到球磨式制浆机中进行研磨，研磨时间为60分钟，制成无机胶凝色浆备用。2、着色：定量称取粒度为60-120目的钢渣颗粒300kg，一次性加入螺带式着色搅拌机中，启动搅拌电机搅拌物料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人造彩砂，其特征在于，原料组分按质量份数计：颗粒料100份，无机胶凝料5‑15份，无机颜料0.5‑2份，包膜剂0.2‑1.0份，自来水10‑15份。

【技术特征摘要】
1.一种人造彩砂的制备方法，其特征在于，原料组分按质量份数计：颗粒料100份，无机胶凝料5-15份，无机颜料0.5-2份，包膜剂0.2-1.0份，自来水10-15份；所述的无机颜料，为钛白粉或立德粉，或它们的混合物；所述的包膜剂为纯丙乳液、苯丙乳液、硅丙乳液或硅溶胶；包括如下步骤：1)制浆：按上述原料质量份数，先将自来水、无机颜料、无机胶凝剂混合研磨30-60分钟，制备成无机胶凝色浆；2)着色：将颗粒料加入制备好的无机胶凝色浆中，搅拌10-15分钟，...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖洪强，段思宇，程芳琴，刘勇，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西;14