【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固废制备轻骨料领域，尤其是涉及一种可调控致密层厚度的高强陶粒及制备方法。
技术介绍
1、花岗岩矿山开采过程产生的大量剥离表层弃土和岩板锯采加工时的锯割泥，成为矿区固废的主要来源。开采前期剥离的表层弃土未进行有效合理保护，与废石混合堆积，造成效果差、利用难的现象。花岗岩板湿式锯采的锯割泥，随生产废水排至沉淀池，经沉淀、压滤处置后外运天然堆放，资源化利用途径非常有限。矿区附近河流受矿区雨水冲刷带来的泥沙，导致河流堵塞，影响河流生态环境保护，且河道疏浚淤泥含水率高，焚烧处置费用高。矿山固废如不采用无害化、减量化、资源化、规模化处置方式，将阻碍绿色矿山创建的顺利进行。
2、中国专利(申请号202310033263.1)公开了一种以钼尾矿、粉煤灰、钢渣、碳粉和碳酸钙为原料，根据不同组分配比制备多层生料球煅烧成高强保温陶粒的方法，该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。该专利技术使用三层包裹技术，制备方法比较复杂。
3、中国专利(申请号202211468911.8)公布了一种利用粉煤灰、污泥包裹氧化铝空心球为生料球煅烧制备轻质多孔污泥陶粒的制备方法，该技术分别单独制备大小粒径不同的中空型陶粒，再采用小粒径污泥陶粒包覆大粒径污泥陶粒制备轻质多孔陶粒制备工艺复杂。
4、中国专利(202110962216.6)公
5、上述方法制备的多层或包裹层陶粒、尾矿陶粒和微波烧结工艺存在问题如下：
6、1、静态多层包裹工艺复杂，包裹型陶粒筒压强度达不到高强标准要求，制备工序不能连贯在一起；
7、2、微波静态煅烧容易产生液相，将陶粒粘在一起，受热不均匀，对陶粒表面没有滚动整形功能。
8、3、原料来源区域分布散，添加发泡剂等辅助原料增加成本；
9、4、部分以尾矿陶粒制备方法，未能全面解决矿山开采周期内的固废资源化处理。
10、综上所述，利用矿山开采全生命周期内直接或间接产生的固体废弃物矿层表层弃土、开采切割的锯割泥、矿区河道淤泥制备不同强度的多层烧结陶粒，不仅解决固废堆放对环境造成的污染问题，也实现了固废高附加值利用，为绿色矿山建设创建提供了有效的措施，具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种可调控致密层厚度的高强陶粒及制备方法，通过调控陶粒致密层厚度可制得不同强度高性能陶粒。该方法不仅实现矿山开采固废的大批量综合资源处理化利用，为绿色矿山的创建开辟了新途径。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种可调控致密层厚度的高强陶粒，高强陶粒的主原料包括48～65质量份的锯割泥、15～30质量份的剥离表层弃土和15～20质量份的矿区河道淤泥，辅助原料为2～5质量份的浸出锂渣固废。
4、作为优选的技术方案，所述锯割泥包括65～70质量份的sio2；15～18质量份的al2o3；1～3质量份的fe2o3；1～3质量份的k2o；3～4质量份的na2o；0.01～0.04质量份的mgo；0.2～0.6质量份的cao；烧失量为0.3～2.2。
5、作为优选的技术方案，所述剥离表层弃土包括48～55质量份的sio2；15～22质量份的al2o3；2～8质量份的fe2o3；0.01～2质量份的k2o；0.06～3质量份的na2o；2～5质量份的mgo；2～6质量份的cao；烧失量为8～12。
6、作为优选的技术方案，所述河道淤泥包括41～43质量份的sio2；13～14质量份的al2o3；5～8质量份的fe2o3；0.2～0.4质量份的k2o；0.2～0.4质量份的na2o；2～3质量份的mgo；2～4质量份的cao；烧失量为22～25。
7、作为优选的技术方案，所述浸出锂渣固废包括46～47质量份的sio2；20～21质量份的al2o3；5～8质量份的fe2o3；0.2～0.4质量份的k2o；0.2～0.4质量份的na2o；2～3质量份的mgo；2～4质量份的cao；烧失量为22～25。
8、本专利技术还公开了一种可调控致密层厚度的高强陶粒的制备方法，包括如下步骤：
9、步骤一、原料预处理；
10、将锯割泥烘干或直接采用湿物料至粗碎呈粉状；
11、剥离表层弃土经初步过筛去除杂物后烘干、粗碎呈粉状；
12、矿区河道淤泥和浸出锂渣直接采用湿物料；
13、步骤二、称重配料；
14、步骤三、混合造粒；
15、将配料后的混合料混合均匀，得到制备陶粒的基础混合料，将混合料输送至圆盘造粒机中以制备得到10～15mm的陶粒生料球，生料球含水率控制为18～23％；
16、步骤四、微波辅助干燥及预热；
17、将陶粒生料球置于80-105℃的微波炉中烘干，得含水率小于1％的生料球；再将生料球升温至600～800℃进行预热，升温速率15～25℃/min，保温3～5min；
18、步骤五、高温煅烧；
19、将微波预热后的生料球快速置于1080-1150℃的高温炉中保温10-15min，取出冷却至室温，得到可调控致密层厚度的高强陶粒。
20、所述高强陶粒的性能如下：堆积密度为780～916kg/m3；筒压强度为15.6～40mpa；致密层厚度1～3.3mm；1h吸水率0.16～2.5％。
21、本专利技术具有的优点和积极效果是：
22、现有技术中微波静态煅烧是将湿料球先烘干水分后，将干料球置于静态微波炉煅烧，热量自内向外传导，高温快速焙烧出炉，这种方法不仅对焙烧时间控制要求高，而且料层受热不均匀，易产生液相，容易将陶粒粘在一起。
23、本专利技术再将生料球在80-105℃的微波炉中烘干，得含水率小于1％的生料球；该步骤将湿料球的水分由内而外的迁移至外部，形成水分迁移通道，达到干燥的目的。
24、然后微波升温至600～800℃进行预热，升温速率15～25℃/min，保温3～5min；该步骤使生料球内部有机质分解产生的气体从迁移通道释放出来，防止陶粒胚体开裂；釉质成分分层并沿着迁移通道迁移至陶粒生料球的表面，形成不同厚度的釉质层，因而制备出了表面致密层可调控的高强陶粒。经检测，该陶粒的堆积密度800-900kg/m3，筒压强度为25～40mpa，吸水率为0.6～2.0％，不容易粘结在一起，性能指标远优于g本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可调控致密层厚度的高强陶粒，其特征在于：高强陶粒的主原料包括48～65质量份的锯割泥、15～30质量份的剥离表层弃土和15～20质量份的矿区河道淤泥，辅助原料为2～5质量份的浸出锂渣固废。
2.如权利要求1所述的可调控致密层厚度的高强陶粒，其特征在于：所述锯割泥包括65～70质量份的SiO2；15～18质量份的Al2O3；1～3质量份的Fe2O3；1～3质量份的K2O；3～4质量份的Na2O；0.01～0.04质量份的MgO；0.2～0.6质量份的CaO；烧失量为0.3～2.2。
3.如权利要求1所述的可调控致密层厚度的高强陶粒，其特征在于：所述剥离表层弃土包括48～55质量份的SiO2；15～22质量份的Al2O3；2～8质量份的Fe2O3；0.01～2质量份的K2O；0.06～3.0质量份的Na2O；2～5质量份的MgO；2～6质量份的CaO；烧失量为8～12。
4.如权利要求1所述的可调控致密层厚度的高强陶粒，其特征在于：所述河道淤泥包括41～43质量份的SiO2；13～14质量份的Al2O3；5～8质量份的Fe2O3；0.2～0
5.如权利要求1所述的可调控致密层厚度的高强陶粒，其特征在于：所述浸出锂渣固废包括46～47质量份的SiO2；20～21质量份的Al2O3；5～8质量份的Fe2O3；0.2～0.4质量份的K2O；0.2～0.4质量份的Na2O；2～3质量份的MgO；2～4质量份的CaO；烧失量为22～25。
6.如权利要求1所述的可调控致密层厚度的高强陶粒的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的可调控致密层厚度的高强陶粒的制备方法，其特征在于：所述高强陶粒的性能如下：堆积密度为780～916kg/m3；筒压强度为15.6～40Mpa；致密层厚度1～3.3mm；1h吸水率0.16～2.5％。
...【技术特征摘要】
1.一种可调控致密层厚度的高强陶粒，其特征在于：高强陶粒的主原料包括48～65质量份的锯割泥、15～30质量份的剥离表层弃土和15～20质量份的矿区河道淤泥，辅助原料为2～5质量份的浸出锂渣固废。
2.如权利要求1所述的可调控致密层厚度的高强陶粒，其特征在于：所述锯割泥包括65～70质量份的sio2；15～18质量份的al2o3；1～3质量份的fe2o3；1～3质量份的k2o；3～4质量份的na2o；0.01～0.04质量份的mgo；0.2～0.6质量份的cao；烧失量为0.3～2.2。
3.如权利要求1所述的可调控致密层厚度的高强陶粒，其特征在于：所述剥离表层弃土包括48～55质量份的sio2；15～22质量份的al2o3；2～8质量份的fe2o3；0.01～2质量份的k2o；0.06～3.0质量份的na2o；2～5质量份的mgo；2～6质量份的cao；烧失量为8～12。
4.如权利要求1所述的可调控致密层厚度的高强陶粒，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢志英，韩辉，彭学平，聂文海，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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