一种基于萤石尾矿的建筑陶粒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于萤石尾矿的建筑陶粒及其制备方法，属于废物处理技术领域。所述建筑陶粒的原料组份及其质量份为：60

【技术实现步骤摘要】
一种基于萤石尾矿的建筑陶粒及其制备方法


[0001]本专利技术涉及废物处理
，尤其是指一种基于萤石尾矿的建筑陶粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]萤石尾矿是萤石浮选处理过后的废弃物，即萤石含量很低的萤石矿，其主要成分为SiO2，一般SiO2含量占总70wt％左右，此外还含有少量CaF2。我国萤石矿连续多年的高位开采产生了大量的尾矿堆积，不仅占用土地、阻碍交通、影响居民生活而且存在泥石流的危险，更严重的是萤石尾矿中含氟化合物在自然界中反应溶解，生成的氟离子会下渗污染土地和地下水源，造成严重的生态破坏。因此，对萤石尾矿的资源化、无害化再利用，显得尤为重要。
[0003]陶粒是通过高温焙烧膨化而成，是一种人造轻骨料，由于其内部是呈蜂窝状结构，因而具有轻质、高强、导热系数低等特点，常用来取代混凝土中的卵石和碎石，作为轻质混凝土骨料使用。利用固体废弃物制备陶粒是实现固废循环利用，拓宽陶粒原料来源，降低陶粒生产成本的有效途径之一。如中国专利CN109320281A中提到的一种以工业废料制备陶粒支撑剂的方法，所用原料为铜尾矿、锰矿石、焦宝石熟料、粉煤灰、污泥和白云石，解决了煤化工和尾矿废料的综合利用问题，但该方法中陶粒的烧制温度高，达到1350
‑
1400℃；又如中国专利CN103241970A中提到的一种用含油污泥烧结制备的轻质型陶粒方法，实现了含有污泥和工业建筑废料的协同资源化利用，但该方法中加入大量氧化钙、硫化钙、羧甲基纤维素、碳酸钙、硫化铁等添加剂。上述方法均表明，在固体废物终端处置缺口日趋增大的趋势下，开发固体废弃物的资源化利用技术，如何“变废为宝”，是解决当前固废堆积、缓解生态环境破坏、发展循环经济的有效途径。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于萤石尾矿的建筑陶粒及其制备方法。
[0005]本专利技术的第一个目的是提供一种建筑陶粒，所述建筑陶粒的原料组份及其质量份为60
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80份萤石尾矿、10
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20份粘土、10
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20份高岭土和0.5
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1.0份发泡剂。
[0006]在本专利技术的一个实施例中，所述发泡剂为SiC。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述萤石尾矿、粘土、高岭土和发泡剂的粒度均小于200目。
[0008]本专利技术的第二个目的是提供一种建筑陶粒的制备方法，包括如下步骤：
[0009]S1、将萤石尾矿、粘土、高岭土和发泡剂按配比混均，制粒得到陶粒坯料；
[0010]S2、将S1步骤所述陶粒坯料烘干、烧结、冷却后得到所述建筑陶粒。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，在S1步骤中，所述制粒的时间为15
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25min，制得陶粒坯料粒径为0.5
‑
0.7cm。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，在S2步骤中，所述烘干温度是100
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110℃。造粒的过程中会不断喷洒水，烘干后的陶粒坯料含水量不超过6％，烘干后的圆球落下强度不低于15次/个。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，在S2步骤中，所述烧结分为3个阶段，分别为预热段、烧结段和冷却段。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述预热段是30
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40min升温至400
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450℃保温15
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30min，防止陶粒在加热过程中爆裂，以得到优良的性能。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述烧结段是1.5
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2h升温至1100
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1150℃保温30
‑
45min。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述冷却段是1.0
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2.0h降温到600
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700℃。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，在S2步骤中，所述冷却是0.5
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1.0h冷却到20
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25℃。冷却段以一定速率降到一定温度，再随炉冷却，可防止表面出现裂纹，优化其性能。
[0018]在本专利技术的一个实施例中，基于萤石尾矿制备的建筑陶粒的粒径为1.0
‑
1.5cm。
[0019]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0020](1)本专利技术所述的建筑陶粒，其晶相主要为石英(SiO2)和长石，其中长石主要有钠长石(NaAlSi3O8)，正长石(KAlSi3O8)，钙长石(CaAl2Si2O8)，各种数目尺寸适宜的晶粒使得陶粒具备良好的力学性能，如钙长石可以填充在晶粒之间，是样品致密而减少空袭，从而提高其强度。
[0021](2)本专利技术所用的原料配比影响了高温下液相量的成分，数量和粘度等，影响了析出晶体的种类，数量等，从而影响样品的力学性能，如萤石尾矿配比过多，造成混合料熔化温度升高，高温下液相量较少，晶体析出较少；发泡剂影响发泡过程中气体的产生量，从而影响陶粒内壁的气孔数目、气孔大小等，从而影响样品的密度，强度等性能，发泡剂数量过多，产生的气体过多，形成的气孔孔径过大，样品强度急剧降低，发泡剂数量过少，产生的气体过少，形成的气孔过少，过小，样品密度过大；热制度影响晶体的析出速度，析出数目等，从而影响样品性能，保温时间过长，晶体析出过多，晶体生长过大，样品性能降低，保温时间过短，晶体析出过少，晶体生长不完全，不能起到强化性能的作用。
[0022](3)本专利技术成功利用萤石尾矿制备出轻质高强建筑陶粒，其中萤石尾矿应用比例在六成五以上，极大地应用了萤石尾矿，且所得建筑陶粒为萤石尾矿的综合利用提供了全新的解决途径。
[0023](4)本专利技术所制备的陶粒符合GB/T 17431.1
‑
2010《轻集料发泡剂用量及其试验方法》中轻质高强陶粒的要求。
附图说明
[0024]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中：
[0025]图1是本专利技术测试例2中建筑陶粒的差热曲线图。
[0026]图2是本专利技术测试例2中建筑陶粒的X射线衍射图。
[0027]图3是本专利技术测试例2中建筑陶粒的微观形貌图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。
[0029]实施例1
[0030]一种基于萤石尾矿的建筑陶粒及其制备方法，包括以下步骤：
[0031](1)将60份萤石尾矿、25份粘土、15份高岭土、0.5份发泡剂SiC分别进行干燥、破碎、筛分，得到粒度低于200目的颗粒；
[0032](2)将筛分后的原料称重，并按比例混合，得到混合料；
[0033](3)将混合料加水制粒，采用圆盘造球机造球；
[0034](4)筛选出圆盘造球本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑陶粒，其特征在于：所述建筑陶粒的原料组份及其质量份为60
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80份萤石尾矿、10
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20份粘土、10
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20份高岭土和0.5
‑
1.0份发泡剂。2.根据权利要求1所述的建筑陶粒，其特征在于：所述发泡剂为SiC。3.根据权利要求1所述的建筑陶粒，其特征在于：所述萤石尾矿、粘土、高岭土和发泡剂的粒度均小于200目。4.根据权利要求1所述建筑陶粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将萤石尾矿、粘土、高岭土和发泡剂按配比混均，制粒得到陶粒坯料；S2、将S1步骤所述陶粒坯料烘干、烧结、冷却后得到所述建筑陶粒。5.根据权利要求4所述建筑陶粒的制备方法，其特征在于：在S2步骤中，所述烘干是100
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110℃下烘干至陶粒坯料含水量不超过6％。6.根据权利要求4所述建筑陶粒的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，王锐，孙子昂，国宏伟，闫炳基，陈栋，李鹏，赵同贺，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：