[發明專利]一種利用油頁巖半焦制備的輕質陶粒及其制備方法

在審

• 申請號: 201610027016.0
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105731998A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 周立發;李陽陽;劉偉剛;路平;巨浩波;魏濤;高建平;羅婷;陳永振;白勇
• 申請（專利權）人: 陜西省能源化工研究院
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/135
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 李中群

技術領域

本發明屬于建筑材料的制備技術領域，涉及一種利用油頁巖半焦制備的輕質陶粒及其制備方法。

背景技術

陶粒作為一種輕集料，具有密度小、強度高、吸水率大、保溫、隔熱、抗震、耐火等特點，它的用途廣泛，可取代普通砂石配制輕集料混凝土，用作水處理濾料、吸附劑、透水路面材料，還可用作農業、園林中無土栽培的培養基以及橋面板、空心非承重砌塊或混凝土構件等建材原料。現有技術中，公知的陶粒一般采用粘土、生物污泥等為主要原料，通過高溫焙燒、膨化而成，由于原料來源所限，公知陶粒制品在實際制備過程中還存在有環境污染較大、生產成本較高及能耗較高等諸多問題，且制品本身的筒壓強度也較低(3～5MPa)。

油頁巖屬于非常規油氣資源，是一種不可再生的化石能源，與石油、天然氣、煤一樣。油頁巖半焦為油頁巖經低溫干餾后的固體產物，油頁巖灰渣是置于馬弗爐中的油頁巖在800℃下恒溫2小時所得的殘留物(即油頁巖經干餾或燃燒后產生的廢渣)，長期以來，在油頁巖開發利用過程中，要產生巨量的油頁巖半焦及油頁巖灰渣，這些產物被大量廢棄堆積，由于其中含有的大量重金屬元素，堆積物經過雨水淋溶或擴散后這些元素會嚴重污染周圍的土地、水源，既破壞了土壤的生產能力，也危害到周邊居民身體健康，從而在無形中造成嚴峻的環境污染問題。但研究也表明，油頁巖半焦中含有大量的礦物成分，其主要成分為SiO₂、CaO、Al₂O₃和Fe₂O₃。其中SiO₂含量為45％～60％，CaO含量為10～20％，Al₂O₃含量為5％～15％，Fe₂O₃含量為3％～10％。近年來，隨著國家對環境保護工作的日益重視，政府部門對企業的環保工作也有明確的要求，在此背景下，有關生產企業中如何提高油頁巖半焦的利用率，減少環境污染，進而達到提高經濟效益和發展循環經濟的目的，亦已成為迄今眾多能源生產企業致力研究的主要技術課題。

發明內容

本發明的目的在于對現有技術存在的問題加以解決，提供一種生產成本低、能耗低、環保效果好且產品使用性能高的利用油頁巖半焦制備的輕質陶粒及其制備方法。

本發明的技術方案如下所述。

一種利用油頁巖半焦制備的輕質陶粒，其特征在于它由以下質量百分比的物質原料組成：

其中，所述的油頁巖半焦為油頁巖經低溫干餾后的固體產物(即將油頁巖在50g鋁甄中干餾至510℃，并恒溫10min后所得的殘余物)，所述的油頁巖灰渣是置于馬弗爐中的油頁巖在800℃下恒溫2小時所得的殘留物。

上述利用油頁巖半焦制備的輕質陶粒中，油頁巖半焦是油頁巖干餾之后所得的主要副產物，其主要成分為SiO₂、CaO、Al₂O₃和Fe₂O₃，具有容重輕、保溫性能好等特點，利用油頁巖半焦代替砂、石等天然骨料制備輕質陶粒，不僅有助于節約天然資源，降低成本，同時，還有利于保護環境；油頁巖灰渣在配方中起到調節劑的作用，由于油頁巖灰渣中Al₂O₃、Fe₂O₃、Na₂O及K₂O成分含量較多，Fe₂O₃在加熱高溫時能產生大量氣體，主要為0₂，對陶粒的燒脹起關鍵作用，而Fe₂O₃、Na₂O和K₂O等助劑組分含量高又起到助熔作用，可降低陶粒燒成溫度，同時這些助劑還有利于液相的形成，從而擴大熔融溫度范圍，提高陶粒品質；而粘土和水玻璃在本發明配方中主要起粘結劑作用。

用于制備這種輕質陶粒的方法包括下述的工藝步驟：

1)將油頁巖半焦粉碎，按所述比例稱取粉碎好的油頁巖半焦、油頁巖灰渣和粘土混勻研磨，研磨3～3.5小時，得混合料；

2)將混合物加入盤式造粒機的成球盤內，將水玻璃配成0.01～0.02％的水溶液，用噴霧器械噴灑在盤內的混合物上，在成球盤內滾動成球，得濕料球；

3)控制濕料球最大粒度小于10mm，先使之自然烘干，再將其置于烘箱中烘干；

4)將干燥后的料球置于燒結窯內焙燒，燒結溫度1100～1180℃，恒溫10～15min；