[發(fā)明專利]一種輕質(zhì)高強多孔陶粒及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811639296.6
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109592989A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡曙光;錢雄;王發(fā)洲;何永佳;丁慶軍
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C04B38/10
• 分類號: C04B38/10;C04B33/132;C04B33/138;C04B33/13;C04B33/135
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;徐曉琴

本發(fā)明屬于固體廢棄物處理及資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種輕質(zhì)高強多孔陶粒及其制備方法。所述輕質(zhì)高強多孔陶粒以淤泥、鋼渣、校正劑、發(fā)泡劑為原料，各原料分別經(jīng)過烘干、粉磨過篩后，再通過球磨混勻、造粒、烘干、預(yù)燒、燒結(jié)和急速冷卻制備而成；所述各原料按質(zhì)量份數(shù)計為：淤泥50～70份，鋼渣10～25份，校正劑10～30份，發(fā)泡劑0～10份。本發(fā)明首次利用淤泥復(fù)合鋼渣、通過調(diào)整原材料配比、煅燒工藝設(shè)計制備得到輕質(zhì)多孔高強陶粒，所制備的輕質(zhì)多孔高強陶粒性能優(yōu)良，堆積密度、強度、吸水率可調(diào)；所述制備方法工藝簡單，解決了淤泥、鋼渣處置困難、利用率、經(jīng)濟附加值低等問題，相比傳統(tǒng)處置方法，經(jīng)濟附加值大大提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體廢棄物處理及資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種輕質(zhì)高強多孔陶粒及其制備方法。

背景技術(shù)

鋼渣是生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物，以鋼渣為例，鋼渣約占粗鋼產(chǎn)量的10～15％，2016年全國產(chǎn)生鋼渣1.62億噸。雖然針對鋼渣的資源化開展了大量研究，但由于其產(chǎn)量大、活性差，不易磨和安定性等問題，目前難以大規(guī)模利用且利用結(jié)構(gòu)單一，鋼渣的堆存已經(jīng)嚴重影響我國冶金行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。因此，尋找鋼渣高效高經(jīng)濟附加值利用途徑具有十分重要的意義。

與此同時，淤泥是一種富含水的硅鋁酸鹽類粘土材料，成分復(fù)雜且含有大量有機及有毒組分。淤泥含水量高、體積大、力學(xué)性質(zhì)差又制約其堆放和運輸。傳統(tǒng)的淤泥處置方法主要集中于土地填埋、投海、焚燒等，這些方法普遍存在經(jīng)濟效益低、環(huán)境污染和占用土地資源等問題。

通過對淤泥和鋼渣的研究發(fā)現(xiàn)，淤泥主要化學(xué)組成為SiO₂、Al₂O₃，而鋼渣的化學(xué)組成集中于CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃。根據(jù)Reliy三相圖SiO₂-Al₂O₃-K₂O(Na₂O、MgO、Fe₂O₃)，對體系進行熱力學(xué)分析，在傳統(tǒng)陶瓷氧化物體系中，SiO₂/Al₂O₃屬于塑性原料，賦予坯體成型性能和生坯強度，構(gòu)成陶瓷的骨架結(jié)構(gòu)，并在燒結(jié)過程中增加坯體抵抗高溫變形能力，拓寬燒成范圍。在碳源存在下Fe₂O₃可在高溫下生成CO、CO₂從而起發(fā)泡作用，促進液相量形成和致密化過程，但含量過高不利于燒結(jié)和性能提升。CaO/MgO/Na₂O等為助熔物質(zhì)，起助熔作用的同時會降低玻璃相的高溫黏度，影響高溫?zé)岱€(wěn)定性的作用，需要控制其含量。此外，淤泥中的有機成分在高溫下分解、碳化為反應(yīng)提供部分碳源。在預(yù)燒過程中，淤泥中的大部分有機質(zhì)會以二氧化碳、水蒸氣的形式排出，發(fā)泡劑的引入會極大提升陶粒發(fā)泡性能。預(yù)燒時間長短影響淤泥中結(jié)合水、有機質(zhì)反應(yīng)是否充分，而燒結(jié)溫度會影響高溫下物料間固相反應(yīng)擴散和傳質(zhì)速率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的在于提供一種輕質(zhì)高強多孔陶粒及其制備方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種輕質(zhì)多孔高強陶粒，其以淤泥、鋼渣、校正劑、發(fā)泡劑為原料，各原料分別經(jīng)過烘干、粉磨過篩后，再通過球磨混勻、造粒、預(yù)燒、燒結(jié)和急冷制備而成；，所述原料按質(zhì)量份數(shù)計為：淤泥50～70份，鋼渣10～25份，校正劑10～30份，發(fā)泡劑1～10份。