一种多层高强保温陶粒及其制备方法技术

本发明专利技术属于固废资源化利用和高强保温集料制备技术领域，具体涉及一种多层高强保温陶粒及其制备方法，包括以下步骤：（1）将钼尾矿、粉煤灰、污泥、钢渣和碳酸钙进行粉碎、混合、造粒、干燥处理，得到内层料球；（2）将钼尾矿、粉煤灰、污泥、钢渣和碳粉进行粉碎、加水混合处理，得到中层浆料；（3）将钼尾矿进行粉碎、加水处理，得到外层浆料；（4）将步骤（2）得到的中层浆料包裹在步骤（1）得到的内层料球表面，干燥得到混合料球；再将步骤（3）得到的外层浆料包裹在混合料球表面，进行烧结，烧结完成后得到多层高强保温陶粒。本发明专利技术提供的钼尾矿梯度高强保温陶粒制作方法简单，内部具有丰富的孔隙结构，具有强度高、硬度大、耐腐蚀、耐高温的优点，外层通过调整化学组成改善陶粒在水泥基材料中的界面结构。中的界面结构。

【技术实现步骤摘要】
一种多层高强保温陶粒及其制备方法


[0001]本专利技术属于固废资源化利用和高强保温集料制备
，具体涉及一种多层高强保温陶粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]中国作为钼资源丰富的国家，潜在资源量为8960万吨。但是大部分矿区的钼品位较低，富矿仅占总储量的1％。随着钼资源的不断开发，随之而产生的钼尾矿不但浪费资源、占用土地，而且还对周围环境造成污染。因此，推进钼尾矿的综合利用备受关注。检测报告显示龙宇钼业有限公司钼尾矿含有63％的石英，钼尾矿主要以SiO2和Al2O3成分为主，含有少量的CaO、MgO及R2O等，根据其化学成分组成、已知的特性，钼尾矿可作为陶粒的主体组分，提高陶粒的强度，因此利用钼尾矿等固体废弃物烧制陶粒，不仅能有效解决钼尾矿的堆存问题，还具有烧制成本低、导热性低等优点，从而实现钼尾矿的高附加值利用。
[0003]随着建筑能耗的逐年上升，生产具有保温隔热性能的轻集料高性能混凝土成为我国节能型建筑行业发展的一个重要领域。陶粒是一种经烧结发泡生产的轻集料，表面光滑而坚硬，且其内部呈细密蜂窝状微孔，具有封闭特征，有利于隔热与隔声，可以用于墙体保温材料。陶粒主要性能包括筒压强度高、孔隙率高、软化系数高、导热性低、抗冻性良好等。由于陶粒的诸多优异性能使得其广泛应用于建材等行业，制备出的陶粒混凝土具备良好的建筑集料特性，在满足建筑材料力学性能的同时，还能有效实现墙材的保温节能，符合建筑行业环保节能的绿色发展理念。因此，以陶粒作为粗骨料制备出的新型绿色墙材值得推广和应用，陶粒的需求量也随之上升。然而，传统黏土陶粒需要消耗大量的黏土，这样既破坏了环境又减少了可耕地面积，所以越来越多的科研工作者将目光聚集到了固体废弃物陶粒上。
[0004]我国利用工业固体废弃物制备的陶粒按强度分为普通陶粒和高强陶粒，而高强陶粒成为我国功能骨料的发展重点，高温下制备得出的陶粒表面仍含有较光滑的釉质层，其降低了陶粒与水泥浆体之间的粘结力，进而影响了材料的强度。如何通过调整化学组分以及焙烧制度改善陶粒在水泥基材料中的界面结构，将成为我国利用工业固体废弃物制备混凝土用高性能陶粒的主要问题，还有待进一步探索。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题和不足，本专利技术的目的旨在提供一种多层高强保温陶粒及其制备方法，改善陶粒在水泥基材料中的界面结构。
[0006]为实现专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种多层高强保温陶粒的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将钼尾矿、粉煤灰、污泥、钢渣和碳酸钙进行粉碎、混合、造粒、干燥处理，得到内层料球；
[0009](2)将钼尾矿、粉煤灰、污泥、钢渣和碳粉进行粉碎、加水混合处理，得到中层浆料；
[0010](3)将钼尾矿进行粉碎、加水混合处理，得到外层浆料；
[0011](4)将步骤(2)得到的中层浆料包裹在步骤(1)得到的内层料球表面，干燥得到混合料球；再将步骤(3)得到的外层浆料包裹在混合料球表面，进行烧结，烧结完成后得到多层高强保温陶粒。
[0012]优选地，步骤(4)中所述烧结过程为：将混合料球先升温至350℃～450℃，保温50～80min；再升温至1145℃～1155℃，保温50～80min，冷却至室温，得到多层高强保温陶粒。
[0013]优选地，步骤(4)中所述升温至1145℃～1155℃过程的升温速率为5～20℃/min。
[0014]优选地，步骤(4)中所述升温至350℃～450℃过程的升温速率为10～15℃/min。
[0015]优选地，以重量份数计，污泥以干污泥计，步骤(1)中所述内层料球的原料组成为：钼尾矿30～35份、粉煤灰35～45份、污泥15～20份、钢渣10～15份和碳酸钙5～10份。
[0016]优选地，以重量份数计，污泥以干污泥计，步骤(2)中层浆料的原料组成为：钼尾矿30～40份、粉煤灰25～35份、污泥10～20份、钢渣10～20份、碳粉2～4份和水20～30份。
[0017]优选地，所述钼尾矿中SiO2的含量为60wt％～65wt％，Al2O3的含量为13wt％～15wt％，K2O的含量为5wt％～6wt％，CaO的含量为4wt％～5wt％，Fe2O3的含量为3wt％～4wt％，MgO的含量为4wt％～5wt％。
[0018]优选地，步骤(1)和(4)中所述干燥的温度为105℃，时间为3h。
[0019]本专利技术第二方面提供一种由上述制备方法制备的多层高强保温陶粒。
[0020]本专利技术以钼尾矿、粉煤灰、污泥、钢渣和碳酸钙为原料经过粉碎、混合、造粒和干燥后得到内层料球，再以钼尾矿、粉煤灰、污泥、钢渣和碳粉为原料经粉碎、混合、加水混合后得到中层浆料，然后将钼尾矿进行粉碎、加水混合处理，得到外层浆料；最后将中层浆料、外层浆料依次包裹至内层料球表面进行成球、干燥和烧结处理，成功制备了具有三层结构的高强保温陶粒。
[0021]在内层料球的制备过程中，钢渣作为助熔剂，可促进钼尾矿、粉煤灰在烧结过程中形成液相，同时碳酸钙与污泥中的可燃性有机物随着温度的升高而转化为CO2气体，形成具有封闭特征的细密蜂窝状孔，孔结构较大。同样地，中层浆料的原料中钢渣作为助熔剂，可促进钼尾矿、粉煤灰在烧结过程中形成液相，同时通过控制产气剂碳粉与污泥的用量，使得形成细密蜂窝状微孔，孔结构较小，提高陶粒强度。外层浆料在本专利技术设定的烧结温度下未达到液化温度，可包裹陶粒表面较光滑的釉质层，改善陶粒表面使其变得粗糙，增加和水泥基材料的粘结力，同时也可增加陶粒强度。
[0022]在本专利技术设定的原料配比下，内层浆料产生的液相量可达到适宜的黏度抑制气体的逸出，使得内层球体产生膨胀生成较大的孔结构，中层浆料通过控制产气剂的用量，使得中层浆料产生膨胀生成稍小的孔结构，保证陶粒的高强度，外层浆料在设定的烧结温度下未达到液化温度，可包裹陶粒表面较光滑的釉质层，改善陶粒表面使其变得粗糙，增加和水泥砂浆等的粘结力，最终成功制备了内层孔结构大、中层孔结构小、外层粗糙的具有三层结构的多层高强保温陶粒。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0024](1)本专利技术将内层料球与中、外层浆料组合经烧结后制备了具有三层结构的多层高强保温陶粒，内层及中层浆料烧结后为密实蜂窝状孔结构，外层烧结后为无孔结构，表面粗糙，在保证强度的同时，该多层高强保温陶粒的堆积密度700～800kg/m3，表观密度1450
～1600kg/m3，吸水率为0.1～1.0％，筒压强度为20.0～26.0MPa，满足GB/T 17431.1
‑
2010的要求，其中吸水率和筒压强度远优于GB/T 17431.1
‑
2010的指标要求。
[0025](2)本专利技术提供的钼尾矿多层高强保温陶粒制作方法简单，内层具有丰富的孔隙结构，具有硬度大、耐腐蚀、耐高温的优点，通过调整化学组成改善陶粒在水泥基材料中的界面结构，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层高强保温陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将钼尾矿、粉煤灰、污泥、钢渣和碳酸钙进行粉碎、混合、造粒、干燥处理，得到内层料球；（2）将钼尾矿、粉煤灰、污泥、钢渣和碳粉进行粉碎、加水混合处理，得到中层浆料；（3）将钼尾矿进行粉碎、加水处理，得到外层浆料；（4）将步骤（2）得到的中层浆料包裹在步骤（1）得到的内层料球表面，干燥得到混合料球；再将步骤（3）得到的外层浆料包裹在混合料球表面，进行烧结，烧结完成后得到多层高强保温陶粒。2. 如权利要求1所述的多层高强保温陶粒的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述烧结过程为：将混合料球先升温至350℃～450℃，保温50～80 min；再升温至1145℃～1155℃，保温50～80 min，冷却至室温，得到多层高强保温陶粒。3.如权利要求2所述的多层高强保温陶粒的制备方法，其特征在于，步骤（4）中升温至1145℃～1155℃过程的升温速率为5～20℃/min。4.如权利要求2所述的多层高强保温陶粒的制备方法，其特征在于，步骤（4）中升温至350℃～450℃过程的升温速率为10～15℃/min。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王今华，张冰，任云超，马炎，李勇，殷会玲，白坡，赵亚婔，张璐，张茂亮，万欣娣，李建伟，杜渐，于兴涛，
申请(专利权)人：河南建筑材料研究设计院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：