一种粉煤灰陶粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种粉煤灰陶粒及其制备方法，所述粉煤灰陶粒具有空腔结构，空腔以外的区域分布有均匀的气孔，空腔内壁由含有结晶水、结构水或羟基的低熔点固体废弃物高温分解得到。本发明专利技术首先利用成核剂的原料进行成核，得到球形成核剂，然后按配方量将粉煤灰和其他辅料混合，利用混合料对成核剂包覆，造粒后得到料球；将料球干燥后进行焙烧，冷却后得到所述粉煤灰陶粒。本发明专利技术制备得到了陶粒堆积密度为400‑600kg/m

A kind of fly ash ceramsite and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种粉煤灰陶粒及其制备方法
本专利技术涉及固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种粉煤灰陶粒及其制备方法。
技术介绍
陶粒具有优异的性能，如密度低、筒压强度高、孔隙率高，软化系数高、抗冻性良好、抗碱集料反应性能优异等，可广泛应用于建材、园艺、食品饮料、耐火保温材料、化工、石油等部门。粉煤灰陶粒是以粉煤灰为主要原料，掺入少量辅助原料(粘结剂、助熔剂、助燃剂等)经配料、预湿搅拌、成球、预热烘焙、烧结而制成的一种人造轻骨料。具有质轻、耐腐蚀、抗冻、抗震和良好的绝缘性等优点，可广泛应用于混凝土构件、耐火浇注构件和建筑保温材料，亦可用于园林花卉、污水处理等领域。虽然陶粒制备技术已逐渐趋于成熟，应用领域不断扩大，但在工业生产中仍然面临一些问题，如陶粒产品吸水率高，堆积密度大，生料球强度低等。CN107417150A公开了一种轻质高强高掺量粉煤灰陶粒及其制备方法，该方法将粉煤灰、增塑剂、发泡剂、助熔剂、增强剂按比例混匀后，造粒，烘干，煅烧，得到轻质高强粉煤灰陶粒，该方法的不足之处在于制备的陶粒堆积密度大，不能满足市场上对低密度陶粒的需求。CN106396634A公开了一种轻质高强粉煤灰陶粒的制备方法，该方法通过控制造孔剂、助熔剂、结合剂和增强剂的合理搭配，经过球磨、造粒、煅烧得到轻质高强粉煤灰陶粒，该方法的不足之处在于制备的陶粒吸水率高，不符合GB17431.1-2010轻集料及其试验方法的标准。CN203613113U公开了一种高强度轻质粉煤灰陶粒，该粉煤灰陶粒内均匀分布有大小一致的孔洞，各个相邻孔洞间的距离相等，所述孔洞的直径为0.5mm，但该方法没有公布陶粒的筒压强度和堆积密度等性能，对实际应用参考价值不大。现有的技术方法，虽然通过对材料的优化，降低了粉煤灰陶粒的质量，使粉煤灰陶粒得到了质轻的特点，但同时其筒压强度变低，吸水率变大，限制了陶粒的应用。因此，需要开发同时具体轻质量、高强度、低吸水率，综合性能优异的粉煤灰陶粒。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种粉煤灰陶粒及其制备方法，解决了现有粉煤灰陶粒堆积密度大，吸水率高等问题，获得轻质量、高强度、低吸水率，综合性能优异的粉煤灰陶粒。第一方面，本专利技术提供了一种粉煤灰陶粒，所述粉煤灰陶粒具有空腔结构，空腔以外的区域分布有均匀的气孔，空腔内壁由含有结晶水、结构水或羟基的低熔点固体废弃物高温分解得到。本专利技术制备的粉煤灰陶粒内部具有空腔结构，使陶粒获得了质轻的特点，同时降低了陶粒的堆积密度；空腔内壁为含有结晶水、结构水或羟基的低熔点固体废弃物高温分解后形成，内壁疏水性强，能够有效避免水分进入空腔，降低了陶粒的吸水率；此外，通过对原料和工艺的选择，粉煤灰陶粒具有较高的强度。本专利技术制备的粉煤灰陶粒同时兼具轻质量、高强度、低吸水率的特点，综合性能优异。本专利技术制得的粉煤灰陶粒中，空腔以外的区域分布有均匀的气孔，进一步降低了陶粒的质量和堆积密度，所述气孔的直径＜1mm。根据本专利技术，所述粉煤灰陶粒具有一个空腔。根据本专利技术，所述粉煤灰陶粒表面被釉质层包裹。根据本专利技术，所述低熔点固体废弃物为含有腐植物酸的煤泥、钠硅渣或赤泥中的至少一种。根据本专利技术，所述粉煤灰陶粒中的空腔为球形，所述球形空腔的直径为1-5mm，例如可以是1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，按质量份计，所述粉煤灰陶粒含有以下组分：根据本专利技术，按质量份计，所述粉煤灰陶粒中含有粉煤灰70-90份，例如可以是70份、73份、75份、78份、80份、83份、85份、88份或90份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，按质量份计，所述粉煤灰陶粒中含有成核剂5-10份，例如可以是5份、6份、7份、8份、9份或10份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，按质量份计，所述粉煤灰陶粒中含有辅料1为5-20份，例如可以是5份、8份、10份、12份、15份、18份或20份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，按质量份计，所述粉煤灰陶粒中含有辅料2为0-10份，例如可以是0份、1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份、9份或10份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，按质量份计，所述粉煤灰陶粒中含有辅料3为0.1-1.0份，例如可以是0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1.0份，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，所述成核剂为含有腐植酸的煤泥、钠硅渣或赤泥中的至少一种，例如可以是含有腐植酸的煤泥、钠硅渣或赤泥中的任意一种，典型但非限定性的组合为：含有腐植酸的煤泥和钠硅渣，钠硅渣和赤泥，含有腐植酸的煤泥和赤泥等，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，所述辅料1为长石，优选为钠长石、钾长石或钙长石中的任意一种或至少一种，例如可以是钠长石、钾长石或钙长石中的任意一种，典型但非限定性的组合为：钠长石和钾长石，钠长石和钙长石，钾长石和钙长石，钠长石、钾长石和钙长石。根据本专利技术，所述辅料2为粘土。根据本专利技术，所述辅料3为碳化硅。第二方面，本专利技术提供一种如第一方面所述的粉煤灰陶粒的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)利用成核剂的原料进行成核，得到球形成核剂；(2)按配方量将粉煤灰和辅料混合，利用混合料对步骤(1)得到的成核剂包覆，然后进行造粒，得到料球；(3)将步骤(2)得到料球干燥后进行焙烧，冷却后得到所述粉煤灰陶粒。根据本专利技术，步骤(1)所述球形成核剂的直径1-5mm，例如可以是1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，步骤(3)所述干燥的温度为60-120℃，例如可以是60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃或120℃，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，步骤(3)所述焙烧的温度为1100-1250℃，例如可以是1100℃、1130℃、1150℃、1180℃、1200℃、1230℃或1250℃，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本专利技术不再穷尽列举。根据本专利技术，步骤(3)所述焙烧的时间为10-30min，例如可以是10min、13min、15min、18min、20min、23min、25min、28min或30min，以及上述数值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉煤灰陶粒，其特征在于，所述粉煤灰陶粒具有空腔结构，空腔以外的区域分布有均匀的气孔，空腔内壁由含有结晶水、结构水或羟基的低熔点固体废弃物高温分解得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种粉煤灰陶粒，其特征在于，所述粉煤灰陶粒具有空腔结构，空腔以外的区域分布有均匀的气孔，空腔内壁由含有结晶水、结构水或羟基的低熔点固体废弃物高温分解得到。


2.如权利要求1所述的粉煤灰陶粒，其特征在于，所述粉煤灰陶粒表面被釉质层包裹；
优选地，所述低熔点固体废弃物为含有腐植酸的煤泥、钠硅渣或赤泥中的至少一种。


3.如权利要求1或2所述的粉煤灰陶粒，其特征在于，所述粉煤灰陶粒的空腔为球形，所述球形空腔的直径为1-5mm；
优选地，所述粉煤灰陶粒具有一个空腔。


4.如权利要求1-3任一项所述的粉煤灰陶粒，其特征在于，按质量份计，所述粉煤灰陶粒含有以下组分：





5.如权利要求1-4任一项所述的粉煤灰陶粒，其特征在于，所述成核剂为含有腐植酸的煤泥、钠硅渣或赤泥中的至少一种。


6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述辅料1为长石，优选为钠长石、钾长石或钙长石中的至少一种；
优选地，所述辅料2为粘土；
优选地，所述辅料3为碳化硅。


7.如权利要求1-6任一项所述的粉煤灰陶粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)利用成核剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓辉，马淑花，南洪钧，许敏第，穆小占，王月娇，刘树森，侯泽健，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，锡林郭勒职业学院，德法尔平原科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11