[發明專利]一種采用礦山廢料制備的低密度高強度輕骨料

有效

• 申請號: 202210291709.6
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114455872B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 曹擎宇;宋家茂;于英俊;郝挺宇;錢元弟;夏青
• 申請（專利權）人: 中冶建筑研究總院有限公司
• 主分類號: C04B20/04
• 分類號: C04B20/04;C04B20/02;C04B18/12;C04B14/10;C04B14/06
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 宋秀蘭

本發明屬于固體廢棄物綜合利用領域，具體涉及一種采用礦山廢料制備的低密度高強度輕骨料及其制備方法。所述輕骨料包括鐵尾礦90?97份、煤矸石1?6份、粘土2?10份和環糊精改性的二氧化硅納米微球0.5?2份。其制備方法包括先將部分鐵尾礦、煤矸石、部分粘土和環糊精改性的二氧化硅納米微球混合，加30?40％水混合均勻，過篩，得濕顆粒；然后將濕顆粒中加入剩余鐵尾礦和剩余粘土，再加入5?10％的水溶液中，混合均勻，烘干；最后將烘干的顆粒煅燒，冷卻即得。本發明提供的采用礦山廢料制備的低密度高強度輕骨料，可以實現鐵尾礦、煤矸石等固體廢棄物的再次利用，并制備得到低密度、低吸水率和高筒壓強度的陶粒輕骨料。

技術領域

本發明屬于固體廢棄物綜合利用領域，具體涉及一種采用礦山廢料制備的低密度高強度輕骨料及其制備方法。

背景技術

陶粒，即表面具有一層隔水保氣的陶質層或釉質層，內部呈均勻多孔結構的陶質顆粒。因其具有質輕、高強、吸水率低、耐火耐腐蝕等多項優點，因此被廣泛應用于建筑、濾料、花卉等領域中。

鐵尾礦、煤矸石已成為我國目前堆存量最大的固體廢棄物，如何將“物產豐富的”鐵尾礦變廢為寶，實現二次利用，解決經濟環境污染，成為當今節能減排的研究熱點和難點。鐵尾礦陶粒即以鐵尾礦為主要原料的陶粒，以工業固體廢棄物作為原料代替自然資源制備建筑材料，成為解決鐵尾礦問題的方法之一。

當前在利用頁巖、黏土等天然礦物和利用粉煤灰做陶粒的研究上已形成成熟技術，但利用各類尾礦燒制陶粒的研究仍剛起步。目前已有研究者利用珍珠巖尾礦、螢石礦尾礦、磷石灰尾礦、銅尾礦、鐵尾礦、鎢尾礦、銀尾礦等尾礦研制陶粒，燒制出符合CB/T17431-2010的合格陶粒。利用鐵尾礦燒制陶粒也有研究，但是一方面制備的鐵尾礦陶粒的性能有待提高，大多制備的陶粒為700-800級輕質普通建筑陶粒，缺乏對既輕質又高強度、吸水率低等性能陶粒的研究，另一方面鐵尾礦的利用率有待改善，再一方面，不同類型的鐵尾礦制備陶粒性能及工藝有差異，缺乏針對性研究。

中國發明專利申請CN104892019A公開了一種全部以固體廢物為原料制備的超輕陶粒，采用的原料組分及總份數按100份計的各組分質量分數、含水率、粒度要求為：粘土性含鐵尾礦40-45份，含水率5％，粒度為0.08mm方孔篩篩余量5％；煤研石12-49份，含水率5％，粒度為0.08mm方孔篩篩余量55％；城鎮污水處理廠脫水污泥10-13份，含水率5％，粒度為0.08mm方孔篩篩余量55％，其制備過程中，預熱溫度500-600℃、培燒溫度1250-1350℃、升溫速率10-15℃/min,制備出的超輕陶粒。但是該發明鐵尾礦的利用率低，制備的陶粒性能也不佳。

中國發明專利申請CN101967063A還公開了利用高硅細粒鐵尾礦制作陶粒，其由下述重量份配比的原料制成：細粒鐵尾礦55～60份，粉煤灰10～25份，煤矸石5～10份，赤泥10～20份。具體步驟為按重量份配比稱量原料的各組分，將稱量好的原料各組分混合、塑化、均化后，用對輥機進行預制陶粒，將制出的陶粒送入回轉窯中進行燒脹，然后放在堆料廠自然冷卻，對冷卻后的陶粒產品的性能進行檢測，但其陶粒吸水率、筒壓強度仍有待提高。鐵尾礦的利用率也不足。還有一個最大的缺點是能耗高，不符合節能減排的需求。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種采用礦山廢料制備的低密度高強度輕骨料，可以實現鐵尾礦、煤矸石固體廢棄物的高利用率，其制備得到的陶粒密度低，吸水率低且筒壓強度高，其制備能耗低，相比現有傳統工藝，可節省30％能耗，節能環保。

為了實現本發明目的，采用的技術方案如下：

一種采用礦山廢料制備的低密度高強度輕骨料，其輕骨料包括如下重量份數的組分：鐵尾礦90-97份、煤矸石1-6份、粘土2-10份和環糊精改性的二氧化硅納米微球0.5-2份。

優選地，所述粘土的粒度為經80μm篩篩余量為3-5％，粘土的礦物成分包括高嶺石和石英。