[發(fā)明專利]污水污泥頁巖陶粒及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710093138.0
• 申請日: 2007-12-14
• 公開（公告）號: CN101186485A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢覺時;呂劍;范英儒;陳平;陳偉;楊誠;王智;李有光;王興國
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大業(yè)污泥處理有限公司;重慶大學(xué)
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/00;C04B14/02
• 代理公司: 重慶大學(xué)專利中心
• 代理人: 胡正順

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于輕質(zhì)節(jié)能建材的陶粒及其制備方法。

背景技術(shù)

陶粒是以粘土、頁巖、粉煤灰等為原材料，經(jīng)加工成球形，再經(jīng)高溫快速焙燒膨脹而成，是一種輕質(zhì)且有一定強(qiáng)度的內(nèi)部為蜂窩多孔狀的輕集料。陶粒可用于生產(chǎn)輕集料混凝土、混凝土砌塊等建材產(chǎn)品，使用了陶粒的混凝土產(chǎn)品可以明顯降低建筑物自重、增強(qiáng)建筑物抗震能力、顯著提高建筑物的保溫隔熱性能、大幅度降低建筑物的能耗等，其中，陶粒的輕質(zhì)性能越好，建筑物的自重降低、保溫隔熱等性能提升也越大。同時，輕質(zhì)陶粒不僅是建筑節(jié)能降耗的新型建筑材料，而且還在污水處理、花卉栽培等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前途。

目前，我國陶粒的生產(chǎn)總體還處于小規(guī)模、高能耗、低品質(zhì)、品種單一的狀況，這很大程度上是由于很多陶粒廠家選擇的原材料不合理、制備工藝不合理等導(dǎo)致的。另外，我國陶粒市場還主要是以普通陶粒為主，缺乏輕質(zhì)陶粒，特別是超輕陶粒產(chǎn)品，而建筑節(jié)能又對輕質(zhì)陶粒，特別是超輕陶粒有大量需求。因此，研究陶粒的原料配方，開發(fā)合理的制備方法，增加輕質(zhì)陶粒產(chǎn)品的比例，是陶粒工業(yè)發(fā)展的一個重要方向。目前，我國輕質(zhì)陶粒產(chǎn)品主要以粘土陶粒為主，以粘土為原料雖然能生產(chǎn)出相對輕質(zhì)的陶粒，但是會消耗大量的粘土資源，破壞耕地，不符合國家保護(hù)耕地的政策，現(xiàn)在，以粘土為主要原料的一些陶粒廠家的發(fā)展空間越來越小，甚至已經(jīng)停產(chǎn)倒閉。另外，以粉煤灰為主要原料的粉煤灰陶粒雖然能大量利廢，但是，陶粒產(chǎn)品吸水率高，膨脹率小，難以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的輕質(zhì)陶粒。純粹以頁巖為原材料燒制的陶粒，對頁巖礦品質(zhì)要求苛刻，燒脹溫度高，膨脹率低，生產(chǎn)能耗大，經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益較低。如公開號為CN?1413952A的“超輕頁巖陶粒”專利，公開了一種單獨(dú)采用頁巖為原材料的超輕陶粒的生產(chǎn)方法，雖然其生產(chǎn)的陶粒堆積密度很小，但是，對原料成分要求嚴(yán)格，頁巖的化學(xué)成分要求為：SiO₂為56.2～59.1％，Al₂O₃為15.7～17％，F(xiàn)e₂O₃為7.2～8.1％，CaO為3.1～4.3％，WgO為2.5～3.2％，SO₃為0.04～0.06，燒失量為7.9～8.3％，粘土礦物成分的總量要求大于40％，對頁巖組成范圍要求很窄，沒有普適性，另外，它需要額外加入10～12％的水分，耗費(fèi)水資源，總含水量要控制達(dá)到40～45％，總含水量過高，同時燒成溫度高達(dá)1300℃～1450℃，這使得窯內(nèi)燒制的能耗很大。在利用污(淤)泥制備陶粒方面，也已有一些報道，但是由于污(淤)泥本身的含水率很高，因此，一般制備方法上都有脫水、烘干的過程。如公開號為CN?1149038A的“淤泥陶粒及其制備方法”專利，公開的制備方法需要自然脫水、機(jī)械脫水、烘干等過程，這就增加了對原材料堆場要求和熱能消耗。又如公開號為C04B?18/30的“生產(chǎn)垃圾陶粒和污泥陶粒的方法”專利中，對污泥陶粒的生產(chǎn)方法中也需要自然脫水和機(jī)械脫水過程，并要求達(dá)到污泥含水率≤35％，而且需與粘土進(jìn)行混合，會消耗一定的粘土資源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有陶粒產(chǎn)品及其制備方法的不足，提供一種污水污泥頁巖陶粒及其制備方法，具有原料來源廣泛而充足，不占用土地資源，而且能有效的利用廢棄物，保護(hù)環(huán)境，其制備方法簡單，能耗較低，陶粒產(chǎn)品的性能好、比強(qiáng)度高、吸水率低等特點(diǎn)，另外，本發(fā)明的方法不但能制備出普通輕陶粒產(chǎn)品，還能制備出300級的超輕陶粒。

本發(fā)明的機(jī)理為：高溫狀態(tài)下，陶粒原料中的粘土礦物和氧化物等產(chǎn)生一定程度的熔化形成具有塑性又有一定粘性的玻璃化礦物，同時陶粒中一些組分會產(chǎn)生一定的氣體，這部分氣體包含在陶粒之中，陶粒就能產(chǎn)生膨脹，溫度降低后陶粒外部形成一層薄的玻化硬殼，從而形成一種輕質(zhì)的球形顆粒。本發(fā)明的陶粒是利用頁巖經(jīng)高溫焙燒后能形成較多的莫來石、石英等礦物組分，有利于提高陶粒的強(qiáng)度，頁巖高溫焙燒后，材質(zhì)致密，吸水率很低的特點(diǎn)，也使得陶粒的吸水率降低，同時利用污泥的有機(jī)質(zhì)提供陶粒的膨脹組分，也提供了一定的燃燒熱值，減少燒制陶粒的煤耗，另外，利用污水污泥的化學(xué)組成來改善混合原料后的化學(xué)組成，既增加陶粒的膨脹性能，也降低了陶粒的焙燒溫度，減少了焙燒能耗。此外，適當(dāng)量的引入普通石灰石等作為助熔外加劑，改善陶粒的燒脹性能。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：一種污水污泥頁巖陶粒的組分及重量百分?jǐn)?shù)如下：

頁??巖：??50～95％

污水污泥：5～50％

外加劑：??0～5％