本发明涉及固体废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种轻质高强高掺量粉煤灰陶粒及其制备方法
背景技术：
燃煤烟气中收捕的粉煤灰，为燃煤电厂中排出的主要固体废弃物，主要来源于以煤粉为燃料的火电厂和城市集中供热的燃煤锅炉。随着电力工业的快速发展，燃煤电厂粉煤灰的排放量逐年增加，粉煤灰会扬尘污染环境、排入水系会淤塞河流，其中的有害化学物质还会对人体及其他生物造成严重危害。
以粉煤灰为主要原料的粉煤灰陶粒，是以少量黏土或其他粘结材料为粘结剂，经粉磨成球或泥浆成球、焙烧而成的轻集料。粉煤灰陶粒的颜色呈淡黄色或略带黑色，表面比较粗糙但是很坚硬，在其内部有蜂窝状的气孔。粉煤灰陶粒有强度高、热导率低、保温隔热性能和化学稳定性好等特点，不足是密度较大，吸水率较高。
申请号为201610826984.8、名称为“轻质高强粉煤灰陶粒的制备方法”的中国专利申请，公开了一种轻质高强粉煤灰陶粒的制备方法，该法将粉煤灰、造孔剂、助溶剂、结合剂和增强剂混合，球磨，经圆盘造粒机造粒、煅烧，得到轻质高强粉煤灰陶粒；但该法的不足之处在于平均吸水率≥20％，不符合gb17431.1—2010轻集料及其实验标准，且并未披露得到的陶粒的具体筒压强度以及堆积密度。
因此，为克服现有粉煤灰陶粒成球率低、强度低、吸水率过高、堆积密度相对单一等问题，需要提供一种轻质、高强、导热系数低、耐火度高，化学稳定性好、耐久性和保温隔音性能好的建筑陶粒，
技术实现要素：
针对现有粉煤灰陶粒成球率低、强度低、吸水率过高、堆积密度相对单一等问题，在粉煤灰中加入增塑剂、发泡剂、助熔剂和增强剂，造出轻质、高强、导热系数低、耐火度高，化学稳定性好、耐久性和保温隔音性能好的建筑陶粒。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种轻质高强高掺量粉煤灰陶粒，所述粉煤灰陶粒包括按质量份数计的下述组份：
优选的，所述粉煤灰包括按质量百分比计和烧失量为2-10％的下述组份：
sio230％-70％、al2o310％-50％、cao1％-15％、fe2o31％-18％、mgo0.01％-8％和tio20.01％-3％。
优选的，所述增塑剂包括活化膨润土。
优选的，所述发泡剂包括从白云石、碳化硅和煤粉中选出的一种或多种。
优选的，所述助熔剂包括玻璃粉和/或长石。
优选的，所述增强剂包括mno2含量>60％的锰粉。
优选的，所述组份的粒度均小于等于150μm。
优选的，所述长石包括从锂长石、钾长石、钠长石和钙长石中选出的一种或多种。
优选的，所述活化膨润土的制备方法包括如下步骤：
(1)、配制浓度为1mol/l的乙酸溶液；
(2)、将所述乙酸溶液与普通钙基膨润土按照1:10的质量份比混合制备混合料；
(3)、在600～700℃下密封煅烧所述混合料后降温，磨粉过筛100目，得到基础活化膨润土；
(4)、将60g所述基础活化膨润土湿养后，在10000r/min的转速下加入740g水搅拌20min；
(5)、将搅拌后的悬浮液倒入500ml烧杯中，使用dv2t旋转粘度计测试悬浮液的浓度；
(6)、粘度值≥2200mpa.s的即为所需要的活化膨润土
上述粉煤灰陶粒的制备方法，所述制备方法包括步骤如下：
a、用各组份制备混合物、造粒
b、在100-300℃下烘干，后烧结30—70min、降温至室温，得到粉煤灰陶粒。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
1、成粒率高，单次造粒成粒率达90％，工业生产连续造粒成粒率达95％以上；
2、本发明在原料中加入了锰粉，成品的强度得到了提高；
3、产品轻质高强，密度等级600-900kg/m3，筒压强度6-15mpa，吸水率3-5％，不易受损；可制备轻骨料高性能混凝土，作为一种承重结构，可应用于建筑墙板、桥梁、管道等；
4、产品球度好、密度低、吸水率低，可制作轻质自流平混凝土；
5、通过配方的调整满足一定范围内比强度(材料的筒压强度与材料堆积密度之比)的变化；
6、粉煤灰掺量高达70～95；
7、本发明所用的活性膨润土制备过程中因为高温的煅烧完全除去了乙酸，避免了传统活化膨润土洗滤过程中产生大量的酸性废液；并且在高温下的活化性能高于传统低温酸洗的活化性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
实施例1：
1、原料：粉煤灰950g，活化膨润土10g，碳化硅2g，煤粉18g，长石10g，锰粉10g
粉煤灰的组成为烧失量5％的：sio2499.5g，al2o3190.5g，cao30.8g，fe2o339.2g，mgo95g，tio295g
2、制备方法：
a、混合：称取原料进行充分混合，形成混合料；
b、造粒：将混合料进行造粒，形成颗粒；
c、烘干：将颗粒进行烘干，烘干温度300℃；
d、烧结：将烘干颗粒通过一定的烧结工艺，烧结70min；
e、成品：烧结颗粒降温到室温，得到成品的轻质高强陶粒。
实施例2：
1、原料：粉煤灰900g，活化膨润土20g，碳化硅5g，煤粉25g，长石25g，锰粉25g
粉煤灰的组成为烧失量2％的：sio2270.3g，al2o3450.5g，cao45.2g，fe2o345g，mgo71g，tio218g
2、制备方法：
a、混合：称取原料进行充分混合，形成混合料；
b、造粒：将混合料进行造粒，形成颗粒；
c、烘干：将颗粒进行烘干，烘干温度260℃；
d、烧结：将烘干颗粒通过一定的烧结工艺，烧结60min；
e、成品：烧结颗粒降温到室温，得到成品的轻质高强陶粒。
实施例3：
1、原料：粉煤灰820g，活化膨润土30g，碳化硅10g，煤粉30g，长石60g，锰粉50g
粉煤灰的组成为烧失量7％的：sio2328.3g，al2o3246.3g，cao82.4g，fe2o379g，mgo64g，tio220g
2、制备方法：
a、混合：称取原料进行充分混合，形成混合料；
b、造粒：将混合料进行造粒，形成颗粒；
c、烘干：将颗粒进行烘干，烘干温度200℃；
d、烧结：将烘干颗粒通过一定的烧结工艺，烧结50min；
e、成品：烧结颗粒降温到室温，得到成品的轻质高强陶粒。
实施例4：
1、原料：粉煤灰750g，活化膨润土40g，碳化硅15g，煤粉25g，长石80g，锰粉90g
粉煤灰的组成为烧失量8％的：sio2225.1g，al2o3375.1g，cao48.8g，fe2o361g，mgo25g，tio215g
2、制备方法：
a、混合：称取原料进行充分混合，形成混合料；
b、造粒：将混合料进行造粒，形成颗粒；
c、烘干：将颗粒进行烘干，烘干温度100℃；
d、烧结：将烘干颗粒通过一定的烧结工艺，烧结30min；
e、成品：烧结颗粒降温到室温，得到成品的轻质高强陶粒。
实施例5：
1、原料：粉煤灰700g，活化膨润土50g，碳化硅20g，煤粉30g，长石100g，锰粉100g
粉煤灰的组成为烧失量10％的：sio2300.86g，al2o3245g，cao70g，fe2o384g，mgo0.07g，tio20.07g
2、制备方法：
a、混合：称取原料进行充分混合，形成混合料；
b、造粒：将混合料进行造粒，形成颗粒；
c、烘干：将颗粒进行烘干，烘干温度160℃；
d、烧结：将烘干颗粒通过一定的烧结工艺，烧结45min；
e、成品：烧结颗粒降温到室温，得到成品的轻质高强陶粒。
实施例6～10的制备方法与实施例1相同，其原料构成及参数为：
实施例6～10所用粉煤灰比例同实施例1中所述粉煤灰
实施例1～10烧结制得的轻质高强度陶粒性能如下表所示：
以上所述，仅为本发明的具体实施方式之一，但本发明的保护范围并不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内可轻易想到的变化或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。