[發(fā)明專利]一種以瘠性煤矸石工業(yè)廢渣為原料燒結(jié)制備陶粒的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310508355.7
• 申請日: 2013-10-25
• 公開（公告）號: CN103553553A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫曉剛;鞏恩普;邢軍;邱景平;馮慎明;劉劍平;王雁冰;李小慶;劉骎;梁健
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C04B30/00
• 分類號: C04B30/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種以瘠性煤矸石工業(yè)廢渣為原料燒結(jié)制備陶粒的方法。

背景技術(shù)

中國是煤炭大國，每年產(chǎn)生的煤矸石超過2億噸，煤矸石堆積如山，占用大量土地并嚴(yán)重影響環(huán)境，對其大宗資源化利用勢在必行。瘠性煤矸石占煤矸石總量的60%以上，其含硅高，可塑性指數(shù)低，難于利用。隨著中國城市化進(jìn)程的加快，高層建筑越來越廣泛，如果能尋找一種替代傳統(tǒng)卵石配制混凝土，將起到節(jié)能環(huán)保的作用，也將極大地擴(kuò)展煤矸石大宗資源化利用的新途徑。因此，如何將其有效利用起來，并提高附加值，成為亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明提供一種以瘠性煤矸石工業(yè)廢渣為原料燒結(jié)制備陶粒的方法，目的是充分回收利用煤矸石中的熱能資源的同時有效提高煤矸石產(chǎn)品的附加值。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行：

（1）將瘠性煤矸石與千枚巖按照重量比例瘠性煤矸石∶千枚巖=（1~2.5）∶1混合，攪拌均勻后，粉碎至粒徑1mm以下，形成混合料A；

（2）向混合料A中加入水玻璃，加入量為混合料A總重量的5~10%，形成混合料B；向混合料B加水并攪拌均勻，水加入量為混合料B重量的12~16%，然后在封閉條件下放置48h，獲得陳化物料；

（3）將陳化物料造成直徑為5~15mm的生料球，將生料球放入干燥箱，在106°C條件下干燥3~6?h，干燥后置于電爐內(nèi)，首先在120?~600°C保溫15~25min，然后于600?~1250°C保溫10~15min，制得瘠性煤矸石陶粒。

其中，上述的瘠性煤矸石主要成分為二氧化硅和氧化鋁，其中二氧化硅質(zhì)量含量至少為55%。

上述的千枚巖為采礦剝離廢棄物，原巖通常為泥質(zhì)巖石、粉砂巖及中、酸性凝灰?guī)r等，主要成分為二氧化硅和氧化鋁。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點和有益效果是：

本發(fā)明所采用的瘠性煤矸石工業(yè)廢渣，原料易得、生產(chǎn)成本低，工業(yè)化應(yīng)用后節(jié)省大量土地，對保護(hù)耕地極為有利。本發(fā)明所制得的陶粒，強(qiáng)度、容重和孔隙率等性能均符合建筑用陶粒標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明制得的瘠性煤矸石燒結(jié)陶粒質(zhì)輕、高強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸水率低，性能符合建筑用陶粒標(biāo)準(zhǔn)，既充分回收利用了煤矸石中的熱能資源，又有效提高了煤矸石產(chǎn)品的附加值，是一種新的煤矸石綜合利用方法，具有良好的推廣應(yīng)用價值。本發(fā)明不僅具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且在節(jié)地、利廢和環(huán)境保護(hù)三個方面也具有顯著的社會效益，符合國家產(chǎn)業(yè)政策的要求。

具體實施方式

本發(fā)明實施例中采用的瘠性煤矸石成分按重量百分比為SiO_2?55~65%，Al₂O₃15~35%，F(xiàn)e₂O₃1~7%，CaO1~2%，?MgO?1~3%，R₂O?1~2.5%，水分及其他?10~17%。

本發(fā)明實施例中采用的千枚巖成分按重量百分比為SiO_2?50.29%，Al₂O_3?30.57%，F(xiàn)e₂O_3?8.52%，CaO?0.77%，MgO?0.74%，水分及其他?5.09%。

本發(fā)明實施例中對瘠性煤矸石燒結(jié)陶粒性能測定方法參照《輕集料及其試驗方法?第2部分：輕集料試驗方法》（GB/T?17431.2-2010）

實施例1

（1）將瘠性煤矸石與千枚巖按照重量比例瘠性煤矸石∶千枚巖=2.5∶1混合，攪拌均勻后，粉碎至粒徑1mm以下，形成混合料A；

（2）向混合料A中加入水玻璃，加入量為混合料A總重量的10%，形成混合料B；向混合料B加水并攪拌均勻，水加入量為混合料B重量的12%，然后后在封閉條件下放置48h，獲得陳化物料；

（3）將陳化物料造成直徑為5~15mm的生料球，將生料球放入干燥箱，在106°C條件下干燥3?h，干燥后置于電爐內(nèi)，首先在120°C保溫25min，然后于600?°C保溫15min，制得瘠性煤矸石陶粒。

經(jīng)檢測，制備的瘠性煤矸石燒結(jié)陶粒筒壓強(qiáng)度5.1MPa，堆積密度535kg/m³，吸水率8.6%。

實施例2

（1）將瘠性煤矸石與千枚巖按照重量比例瘠性煤矸石∶千枚巖=2∶1混合，攪拌均勻后，粉碎至粒徑1mm以下，形成混合料A；