免烧结多孔陶粒及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供一种免烧结多孔陶粒及其制备工艺，制备工艺包括：将淀粉、颗粒酶制剂混合后加入造粒机中造粒，在造粒过程中，将清水以雾化形式加入造粒盘中的物料中，制备得到陶粒成孔基质；铸造废灰以及水泥混合后加入一定量的第一清水，在搅拌机中搅拌，生成混合料；将混合料加入造粒盘中，之后加入已用水雾润湿的陶粒成孔基质，混合造粒，将第二清水以雾化形式加入造粒盘中的物料中，制备得到半成品陶粒；将半成品陶粒送入堆场堆放养护，制备得到免烧结多孔陶粒。本发明专利技术解决铸造废灰的处理利用问题，而且制备工艺过程简单，制备出来的免烧结多孔陶粒比表面积大、强度高、密度低、孔隙率高，应用领域广泛。应用领域广泛。

【技术实现步骤摘要】
免烧结多孔陶粒及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及陶粒制备
，更具体地，涉及一种免烧结多孔陶粒的及其制备工艺。

技术介绍

[0002]现有陶粒主要由黏土、页岩以及污泥等原料加工制粒，然后经过高温烧结或者烧胀而成，是一种轻集料。其中，黏土材料主要取自耕地，页岩需要开山取石，这两种陶粒原材料的获取方式都会破坏生态环境，不符合可持续发展战略，也不符合我国注重环保节能的基本国策。污泥原料虽然不破坏生态环境，但是污水处理厂的污泥极易释放有毒物质；污泥也不能直接使用，要经过脱水和干燥处理，需消耗能源。因此，急需开发新原料制备陶粒的技术。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要提供一种免烧结多孔陶粒及其制备工艺，以铸造废灰为主要原材料，不仅解决了铸造废灰的处理利用问题，而且制备工艺过程简单，制备出来的免烧结多孔陶粒比表面积大、强度高、密度低、孔隙率高，应用领域广泛。
[0004]值得说明的是，铸造废灰是指铸造生产或铸造废砂通过物理、化学或者加热处理后恢复砂子的铸造工艺性能过程中产生的微小粉尘。国内目前缺少对铸造废灰的有效处理手段，难以完全解决工业废弃物的利用问题。铸造废灰的成分以SiO2和Al2O3为主，同时还含有金属和钙的氧化物，对自然环境影响十分恶劣。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术提供一种免烧结多孔陶粒，包括由淀粉基质内芯养护分解后得到的封闭孔洞结构和包覆层，所述包覆层由铸造废灰、水泥、水经造粒工艺制备而成，所述淀粉基质内芯主要由淀粉、颗粒酶制剂、水经造粒工艺制备而成。
[0007]本专利技术通过铸造废灰和水泥硬化形成强有力的包覆层结构，提供陶粒的强度。淀粉基质内芯在相关酶的作用下被分解后，释放出空间，形成陶粒内部的孔洞结构。免烧结多孔陶粒的孔洞由淀粉分解而成，残留有机物可以为植物提供部分养料，具备种植陶粒的特性。免烧结多孔陶粒的外壳层为硅系无机物组成，与建筑材料具有天然的亲和性，能有效的应用在建筑领域。本专利技术提出的免烧结多孔陶粒应用范围较为广泛。
[0008]本专利技术还采用如下技术方案：
[0009]本专利技术还提供一种免烧结多孔陶粒的制备工艺，包括以下步骤：将淀粉、颗粒酶制剂混合后加入造粒机中造粒，在造粒过程中，将清水以雾化形式加入造粒盘中的物料中，其中淀粉、颗粒酶制剂、清水的质量配比为(100
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150)：(10
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15)：(20
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30)，制备得到陶粒成孔基质；将铸造废灰、水泥混合，加入适量清水，搅拌均匀，生成混合料；将所述混合料加入造粒盘中，再加入所述陶粒成孔基质，混合造粒，将适量清水以雾化形式加入造粒盘中的物料中，所述铸造废灰、所述水泥、所述清水、所述陶粒成孔基质的质量配比为(100
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150)：(30
‑
45)：(30
‑
70)：(35
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65)，制备得到半成品陶粒；将半成品陶粒送入堆场堆放养护，制备得到免烧结多孔陶粒。
[0010]本专利技术通过淀粉、颗粒酶制剂、清水混合制备得到陶粒成孔基质，用于免烧结多孔陶粒内部成孔的数量和尺寸控制。堆放养护时淀粉在颗粒酶制剂的作用下被分解后，释放出空间，形成免烧结多孔陶粒内部的孔洞结构。在整个免烧结多孔陶粒制备工艺中，陶粒成孔基质基本作为陶粒形成的核心，其主要分布在陶粒中心位置，不需要考虑陶粒的闭孔率问题，从而有利于简化的制备工艺。陶粒成孔基质中颗粒酶制剂的重量占淀粉重量的比例控制在5％
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10％范围，保障了堆放养护过程中淀粉的分解效果。通过铸造废灰、水泥、清水、陶粒成孔基质混合制备半成品陶粒，陶粒成孔基质被铸造废灰以及水泥的混合物包裹起来，铸造废灰以及水泥形成强有力的外层结构，保障陶粒的强度。而且，本专利技术可以调整原料质量配比，从而控制免烧结多孔陶粒的强度。通过水泥重量占铸造废灰重量的比例控制在25％
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35％范围内，保障陶粒外壳的成型效果。在堆放养护过程中，淀粉在颗粒酶制剂的作用下消耗成孔，形成免烧结多孔陶粒的内部孔，其内部有机物分解产物单糖会残留在水中流出，但仍然会有部分残留在免烧结多孔陶粒的外壳上。同时免烧结多孔陶粒的外壳材料由铸造废灰以及水泥构成，与水泥有天然的亲和力。免烧结多孔陶粒既可以作为种植陶粒使用，也可以作为建筑用陶粒使用，适用范围广泛。
[0011]需要说明的是，成品免烧结多孔陶粒储存要求通风干燥。混合料与陶粒成孔基质混合造粒时，将陶粒成孔基质分批加入。
[0012]在上述技术方案中，所述将半成品陶粒送入堆场堆放养护，制备得到免烧结多孔陶粒，包括以下步骤：向清水中添加氯化钙，清水与氯化钙的质量配比为100：(2
‑
5)，并且调节pH值为5
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6，配制养护液；将养护液以雾化形式喷洒到半成品陶粒表面，控制含水量为30％
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40％，温度为50℃
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60℃，持续养护3天，以激活陶粒成孔基质中的颗粒酶制剂，彻底分解成孔基质中的淀粉，使成孔基质所占空间腾出，形成陶粒的孔洞结构；将清水以雾化形式喷洒润湿陶粒，控制润湿后含水量为至30％
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40％，继续养护直至养护持续时间满7天，之后，自然晾干，制备得到免烧结多孔陶粒。在该步骤中，淀粉被淀粉酶分解后产生的单糖溶入养护过程中的清水，并随清水排出陶粒。
[0013]本专利技术通过通过向清水中添加氯化钙，并且调节pH值，配制养护液，通过不断向半成品陶粒表面喷洒养护液，使得养护液透过外壳结构渗透到陶粒成孔基质中，淀粉吸水率达到40％时开始糊化。同时氯化钙开始激活α淀粉酶制剂，氯离子能催化α淀粉酶制剂的活性增速，钙离子能提高α淀粉酶制剂的热稳定性，提高α淀粉酶制剂的工作温度范围。在pH值为5
‑
6，温度为50℃
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60℃条件下，被激活的α淀粉酶制剂开始发生反应催化淀粉分解，淀粉被α淀粉酶制剂分解为麦芽糖，麦芽糖在4
‑
α
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D
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葡聚糖葡聚糖水解酶的作用下被分解为葡萄糖。葡萄糖属于单糖，可以以任意比例溶于水中。经过前3天养护液的养护作用，淀粉基本被分解为单糖，在第4天
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第7天的喷水养护过程中，单糖会直接溶于水中，随着水份从陶粒中渗出。最后陶粒成孔基质全部消耗殆尽，之前占据的空间空出，形成成品免烧结多孔陶粒中间的闭合孔洞，无需考虑陶粒的闭孔率问题，大大简化了制备工艺的流程。通过堆放养护过程中严格的pH值、温度、水份等控制，使得陶粒成孔基质淀粉分解可以达到80％以上，提高了陶粒成孔率和孔隙率。
[0014]进一步地，在上述技术方案中，半成品陶粒送入堆场堆放的堆放厚度不大于50cm。
[0015]本专利技术通过控制半成品陶粒的堆放厚度，便于半成品陶粒含水量的控制，使得半成品陶粒含水量保持在30％
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40％，进而保障陶粒成孔基质的分解。具体地，100kg半成品陶粒，喷洒30k本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种免烧结多孔陶粒，其特征在于，包括由淀粉基质内芯养护分解后得到的封闭孔洞结构和包覆层，所述包覆层由铸造废灰、水泥、水经造粒工艺制备而成，所述淀粉基质内芯主要由淀粉、颗粒酶制剂、水经造粒工艺制备而成。2.一种权利要求1所述的免烧结多孔陶粒的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：将淀粉、颗粒酶制剂混合后加入造粒机中造粒，在造粒过程中，将清水以雾化形式加入造粒盘中的物料中，其中淀粉、颗粒酶制剂、清水的质量配比为(100
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150)：(10
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15)：(20
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30)，制备得到陶粒成孔基质；将铸造废灰、水泥混合，加入适量清水，搅拌均匀，生成混合料；将所述混合料加入造粒盘中，再加入所述陶粒成孔基质，混合造粒，将适量清水以雾化形式加入造粒盘中的物料中，所述铸造废灰、所述水泥、所述清水、所述陶粒成孔基质的质量配比为(100
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150)：(30
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45)：(30
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70)：(35
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65)，制备得到半成品陶粒；将半成品陶粒送入堆场堆放养护，制备得到免烧结多孔陶粒。3.根据权利要求2所述的免烧结多孔陶粒的制备工艺，其特征在于，所述将半成品陶粒送入堆场堆放养护，制备得到免烧结多孔陶粒，包括以下步骤：向清水中添加氯化钙，清水与氯化钙的质量配比为100：(2
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5)，并且调节pH值为5
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6，配制养护液；将养护液以雾化形式喷洒到半成品陶粒表面，控制含水量为30％
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40％，温度为50℃
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60℃，持续养护3天，以激活陶粒成孔基质中的颗粒酶制剂，分解淀粉，形成孔洞结构；将清水以雾化形式喷洒润湿陶粒，控制润湿后含水量为30％
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40％，继续养护直至养护持续时间满7天，淀粉被淀粉酶分解后...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卓情，尹海军，冯俊龙，包羽冲，孙贤洋，
申请(专利权)人：北京仁创砂业铸造材料有限公司，
类型：发明
国别省市：