[發(fā)明專利]一種利用廢物制備的輕質陶粒及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710456132.9
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107311687A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設計）人: 張亞楠;楊俊杰;司政凱;陳曉飛;趙明偉;曹林方;蘇向東
• 申請（專利權）人: 河南興安新型建筑材料有限公司;河南省固體廢物管理中心
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B38/06;C04B33/132;C04B33/135
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務所(普通合伙)41104
• 代理人: 時立新,楊海霞

技術領域

本發(fā)明屬于建筑材料技術領域，具體涉及廢物的資源化綜合利用方法，尤其是一種利用廢物制備的輕質陶粒及其制備方法。

背景技術

陶粒以其內部多孔、形態(tài)、成分較均一、有一定強度和堅固性，因而具有輕質、高強、孔隙率高，軟化系數(shù)高、耐腐蝕，抗凍性良好、抗堿集料反應性優(yōu)異、隔絕性能良好等多功能特點，被廣泛應用于建材、水處理、園藝、耐火保溫材料、化工、石油等部門，且應用領域越來越廣。

現(xiàn)有的輕質陶粒多以粘土為主要原料，如申請?zhí)枮镃N200510010858.7的專利公開了一種輕質陶粒及其制備方法，該輕質陶粒由以下原料制成：剝離的黃粘土10－90％、剝離的紅土10－90％；或剝離的黃粘土10－90％、剝離的泥灰?guī)r10－90％；或剝離的黃粘土或紅土10－90％、粉煤灰10－90％。隨著生態(tài)文明建設的進行，作為陶粒制備的主要原料之一的粘土（也稱作黏土）的使用受到限制，因而研究開發(fā)可以替代黏土的原料是一種新的趨勢。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術缺陷，提供一種利用廢物制備的輕質陶粒，其以城市污泥、粉煤灰和秸稈等固體廢物為原料制備而得，性能滿足GB/T17431.1-2010中對人造輕集料（陶粒）的指標要求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種利用廢物制備的輕質陶粒，所述輕質陶粒主要由下述重量百分比的原料制成：膨潤土5－10%、秸稈3－5%、粉煤灰30－50%，余量為城市污泥。

上述利用廢物制備的輕質陶粒的制備方法，其包括以下步驟：

1）按比例取干燥、過200目篩的各原料，加入占原料總重量25－35%的水，混合均勻后，放入造粒機中制成球形顆粒；

2）將球形顆粒放入干燥箱中于105±5℃干燥12±2h；然后放入馬弗爐中于1000－1200℃焙燒即得。

具體的，步驟1）中球形顆粒的直徑為10－20mm。

具體的，步驟2）中焙燒具體為：①以6－8℃/min的升溫速率，由室溫升至300－350℃，保溫10－20min進行預熱；②以6－8℃/min的升溫速率升至800－900℃，保溫10－20min以利于碳酸鈣的分解；③以4－6℃/min的升溫速率，升至焙燒溫度1000－1200℃，保溫10－20min；焙燒結束后隨爐自然冷卻至室溫。

本發(fā)明輕質陶粒配方中，膨潤土可用于改變泥漿的可塑性、觸變性，易于成球。秸稈可以是作物秸稈，如稻草秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈等，主要是用于燃燒產(chǎn)生氣體在陶粒內部產(chǎn)生氣孔，增加孔隙率，使陶粒密度減小。城市污泥是污水處理廠污水處理的產(chǎn)物，未經(jīng)恰當處理的污泥進入環(huán)境后，將給生態(tài)環(huán)境和人類的活動構成嚴重的威脅，是一種亟待處理的城市廢物。粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰，是當前排量較大的工業(yè)固體廢物之一。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，大量的粉煤灰不加處理，會對人體和環(huán)境造成嚴重危害。城市污泥和粉煤灰中含有SiO₂、Al₂O₃、K₂O、Na₂O等與黏土相似的成分，是制備陶粒的主要原料成分。因此，將城市污泥和粉煤灰替代黏土作為陶粒制備的原材料，不失為一種可以將固體廢物安全消納且減少環(huán)境污染的可靠方法。

和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明提供了一種廢物制備輕質陶粒的方法。制備輕質陶粒所使用的原料主要為固體廢物，生產(chǎn)成本較低；制備所得陶粒的性能滿足GB/T17431.1-2010中對人造輕集料（陶粒）的指標要求，陶粒密度在800Kg/m³以下，屬于建筑輕集料；

2、本發(fā)明為城市污泥、粉煤灰等固體廢物的安全消納提供了可靠地途徑，實現(xiàn)了固體廢物的資源化利用，有利于環(huán)境保護和生態(tài)文明建設，具有重大的經(jīng)濟、環(huán)境效益；所制備的輕質陶粒可作為建筑材料中的輕集料，有利于減少天然集料的開采，節(jié)約能源資源。

附圖說明

圖1為本發(fā)明輕質陶粒的制備工藝流程圖。

具體實施方式

以下結合實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步地詳細介紹，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此。

下述實施例中，城市污泥取自某污水處理廠，秸稈選用稻草秸稈。制備所得輕質陶粒的性能測試參照GB/T17431.1-2010中對人造輕集料（陶粒）進行。