【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于固废再利用，具体是一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的制备方法及应用。
技术介绍
1、赤泥具有粒径小、比表面积大、吸附性强等性能。并且在生产陶瓷、建筑、吸附、新型功能材料，金属回收和治理环境污染方面均有涉及应用。然而赤泥的利用技术受到赤泥碱含量高，含有少量重金属和微量放射性元素的制约，不能大规模的应用。同时，露天堆放的形式存储存在极大的安全隐患。利用赤泥、渣土和钢渣制备多孔陶粒，有效处理城市固体废弃物的同时将其建材化利用。
2、目前，国内陶粒主要制备原料以黏土、页岩为主，对固体废弃物的利用较少。并且，现有文献中用废渣制备陶粒仍然存在一些问题，如赤泥无法投产进行大批量应用，无法从根本上解决赤泥的大规模堆存问题；陶粒制作过程中需要额外添加外加剂，导致成本增加，制作工艺更加繁琐；赤泥陶粒性能不够优异，仅能刚刚达到标准要求，但有明显缺陷；实验过程中没有对赤泥中的重金属等有害成分做检测，有污染环境的可能。因此，找到一种合理有效的方法对赤泥进行再利用具有重要的现实意义。
3、申请号为cn202110905653.4的专利申请公开了一种渣土-拜耳法赤泥基陶粒及其制备方法及应用。然该方法合成的赤泥基陶粒尽管能耗需求量低、制备方法简单，但赤泥碱含量高，该方法容易发生碱骨料反应，无法大规模生产。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题，本专利技术提供了一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的制备方法及应用。
2、本专利技术的技术方案是：一种复配渣土和钢渣的多
3、s1、将钢渣、渣土、赤泥进行预处理，按照重量百分比计算，将10％的钢渣、30％～70％的渣土以及20％～60％的赤泥分别放入装有陶瓷球的陶瓷容器中并混合30min以上，直至混合均匀，得到混合物，然后，向陶瓷容器中加入占混合物总重量25％的水，充分拌合制成陶粒生料；
4、s2、对上述陶粒生料进行造粒处理，使其制成表面光滑无裂纹的球体颗粒，并放入干燥箱内，在105℃的温度条件下，恒温干燥至恒重，得到生料球；
5、s3、将步骤s2制得的生料球进行预热和高温烧结处理，自然冷却后制成多孔赤泥基陶粒。
6、进一步地，所述步骤s1中，将钢渣、渣土、赤泥进行预处理的方法为，依次进行破碎、筛分、洗涤以及烘干处理，其中，对赤泥和渣土进行破碎时，采用颚式破碎机，对钢渣进行破碎时，采用联合冲击破碎装置，所述联合冲击破碎装置包括上端设有第一破碎腔且下端设有第二破碎腔的联合破碎主体、设于所述第一破碎腔内的挤压破碎元件、设于所述第二破碎腔内的冲击破碎元件以及设于第一破碎腔与第二破碎腔之间的电动启闭板；
7、所述挤压破碎元件包括设于第一破碎腔内且平行放置的多个挤压辊、驱动所述挤压辊转动的第一正反转电机，所述冲击破碎元件包括由上至下设于第二破碎腔内的多个转动轴、套设于每个所述转动轴外部的冲击叶轮、驱动所述转动轴的第二正反转电机，所述冲击叶轮包括套设于所述转动轴外部的安装筒、沿周向设于所述安装筒外壁的多个冲击安装框、设于所述冲击安装框内的冲击网，由上至下分布的所述冲击网的目数依次增加。
8、说明：对钢渣进行破碎时，先将其加入第一破碎腔内，打开第一正反转电机，通过第一正反转电机带动对应的挤压辊转动，而钢渣在相邻两个挤压辊之间进行挤压破碎，挤压后的钢渣碎料掉落至电动启闭板上端，当挤压破碎结束后，打开电动启闭板，挤压后的钢渣碎料掉落至第二破碎腔内，此时，打开第二正反转电机，通过第二正反转电机带动对应的转动轴发生转动，而对应的冲击叶轮也会同步转动，钢渣碎料在第二破碎腔下落时，会由上至下与各个冲击网发生碰撞冲击，完成冲击破碎，使钢渣碎料被冲击破碎成小颗粒，并从第二破碎腔底端排出，相较于赤泥和渣土的硬度，钢渣具有较高的硬度和脆性，通过挤压破碎和冲击破碎两种方式的联合作用对钢渣进行充分处理，具有较好的破碎效率、能耗降低、磨损和热量释放减少以及产品品质提高等优点，满足使用需求，同时，由于钢渣碎料在向下掉落并被碰撞的过程中，粒径会逐渐减小，因此，将各个冲击网的目数依次增加，可保证小粒径的钢渣碎料被冲击的次数，大大提高冲击破碎的效果。
9、更进一步地，每个所述冲击安装框均为空心结构，且冲击安装框前后两侧侧壁上均设有多个高压喷嘴，联合破碎主体侧壁设有转动盘，所述转动盘上设有空压机，转动盘与冲击安装框之间设有连接杆，所述空压机通过连接管与各个冲击安装框连接。
10、说明：由于转动盘与冲击安装框之间设有连接杆，转动盘和空压机同步转动，可避免与各个冲击安装框连接的连接管发生打结现象，提高装置运行可靠性，在钢渣碎料与各个冲击网相互冲击时，打开空压机，通过空压机将外部空气经连接管抽至各个冲击安装框内，并经过每个冲击安装框上的各个高压喷嘴喷出，通过气流的作用增加钢渣碎料与各个冲击网之间的冲击力度，从而间接提高冲击破碎效果。
11、进一步地，所述步骤s3中，将生料球进行预热时，预热温度为450℃，预热时间为10min，对生料球温烧结时，采用梯度升温的方式，其中，升温速率为5℃/min。
12、说明：通过控制预热温度和时间，可以使生料球在烧结前温度升高，提高窑内的热效率，减少能源消耗，通过梯度升温的方式进行烧结，可以使烧结过程中的温度分布更加均匀，从而提高热效率，减少能源消耗，使化学反应更加充分，从而改善产品质量，提高产品强度和耐磨性等性能，使烧结过程中的燃烧更加充分，从而减少烧结废气中的有害物质排放。
13、更进一步地，进行梯度升温时，分为连续烧结阶段和间断烧结阶段，其中，所述连续烧结阶段的烧结温度为800℃，保温时间为30min，所述间断烧结阶段的烧结温度分别取1050℃、1100℃、1150℃、1200℃，对应的保温时间分别为5min、10min、15min、20min。
14、说明：连续烧结的目的是升温至基础温度，可以使烧结过程更加均匀，从而提高烧结质量，使多孔赤泥基陶粒的密度、强度等性能更加稳定，间断烧结的目的是控制烧结过程中的温度变化，从而提高制品的质量和生产效率，同时降低烧结能耗和烧结废气排放，限定间断烧结阶段的各个保温时间，可以使得烧结过程中的温度变化更加平稳，避免温度过高或过低对制品造成不良影响，从而提高烧结质量。
15、进一步地，所述步骤s2中，对所述陶粒生料进行造粒处理时采用间歇喷雾造粒的方法，具体包括以下步骤：
16、s2-1、按重量百分比计算，向所述陶粒生料内添加0.1～0.5％的增稠剂和0.01～0.05％润滑剂，得到混合浆液，然后，采用高剪切搅拌器和超声波发生器两者联合的方法对所述造粒浆液进行搅拌，得到造粒浆料，其中，利用高剪切搅拌器进行搅拌时，控制高剪切搅拌器转子的转速匀速增加至10000-12000r/min，其中，转速增加的速率为100-120r/min；
17、s2-2、将所述造粒浆料平均分为三等份，首先，将第一等份造粒浆料送入喷雾造粒机中通过300-380r本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，将钢渣、渣土、赤泥进行预处理的方法为：依次进行破碎、筛分、洗涤以及烘干处理，其中，对赤泥和渣土进行破碎时，采用颚式破碎机，对钢渣进行破碎时，采用联合冲击破碎装置，所述联合冲击破碎装置包括上端设有第一破碎腔(10)且下端设有第二破碎腔(11)的联合破碎主体(1)、设于所述第一破碎腔(10)内的挤压破碎元件(2)、设于所述第二破碎腔(11)内的冲击破碎元件(3)以及设于第一破碎腔(10)与第二破碎腔(11)之间的电动启闭板(4)；
3.根据权利要求2所述的一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的制备方法，其特征在于，每个所述冲击安装框(311)均为空心结构，且冲击安装框(311)前后两侧侧壁上均设有多个高压喷嘴(313)，联合破碎主体(1)侧壁设有转动盘(12)，所述转动盘(12)上设有空压机(120)，转动盘(12)与冲击安装框(311)之间设有连接杆(121)，所述空压机(120)通过连
4.根据权利要求1所述的一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，将生料球进行预热时，预热温度为450℃，预热时间为10min，对生料球温烧结时，采用梯度升温的方式，其中，升温速率为5℃/min。
5.根据权利要求4所述的一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的制备方法，其特征在于，进行梯度升温时，分为连续烧结阶段和间断烧结阶段，其中，所述连续烧结阶段的烧结温度为800℃，保温时间为30min，所述间断烧结阶段的烧结温度分别取1050℃、1100℃、1150℃、1200℃，对应的保温时间分别为5min、10min、15min、20min。
6.根据权利要求1所述的一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，对所述陶粒生料进行造粒处理时采用间歇喷雾造粒的方法，具体包括以下步骤：
7.根据权利要求7所述的一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S2-2中，第一等份造粒浆料、第二等份造粒浆料以及第三等份造粒浆料向喷雾造粒机中的添加速率为60-80g/min。
8.根据权利要求1所述方法制备的一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的应用，其特征在于，将所述多孔赤泥基陶粒应用于制备砂浆混凝土。
...【技术特征摘要】
1.一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，将钢渣、渣土、赤泥进行预处理的方法为：依次进行破碎、筛分、洗涤以及烘干处理，其中，对赤泥和渣土进行破碎时，采用颚式破碎机，对钢渣进行破碎时，采用联合冲击破碎装置，所述联合冲击破碎装置包括上端设有第一破碎腔(10)且下端设有第二破碎腔(11)的联合破碎主体(1)、设于所述第一破碎腔(10)内的挤压破碎元件(2)、设于所述第二破碎腔(11)内的冲击破碎元件(3)以及设于第一破碎腔(10)与第二破碎腔(11)之间的电动启闭板(4)；
3.根据权利要求2所述的一种复配渣土和钢渣的多孔赤泥基陶粒的制备方法，其特征在于，每个所述冲击安装框(311)均为空心结构，且冲击安装框(311)前后两侧侧壁上均设有多个高压喷嘴(313)，联合破碎主体(1)侧壁设有转动盘(12)，所述转动盘(12)上设有空压机(120)，转动盘(12)与冲击安装框(311)之间设有连接杆(121)，所述空压机(120)通过连接管与各个冲击安装框(311)连接。
4.根据权利要求1所述的一种复配渣土和钢渣...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓，侯宇欣，司马倩文，陈希，严亮，仝玉萍，张海龙，郑森，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：
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