专利名称：：油母页岩渣轻质高强陶粒及生产方法
技术领域：
：本发明涉及建筑材料类，特别涉及一种油母页岩渣轻质高强陶粒及生产方法，尤指一种以油母页岩渣为原料制备成椭球形油母页岩渣轻质高强陶粒及生产方法。
背景技术：
：众所周知，随着国民经济的发展，人们的生活水平不断提高，建筑行业迅猛发展，建筑业对新型建材的需求更加迫切。陶粒是一种人造混凝土轻骨料，与天然骨料如碎石、河卵石相比，其密度较低，内部呈蜂窝状结构，外表是密闭、坚硬的壳体；陶粒的这种结构特点使其密度小，在保温隔热的同时，还具有较高的强度；以超轻陶粒为骨料制成的陶粒混凝土小型空心砌块质轻、防火、耐久、保温隔热性能好，作为填充墙材，近年来在我国特别是北方地区得到了广泛的应用，高强陶粒主要用于配制陶粒轻质混凝土，用于建筑结构梁、板、柱上；在不提高建筑综合造价的情况下，可大幅度减轻建筑物自重，特别适合于高层建筑。陶粒具有以下特点1、轻质，堆积密度一般为30(K900kg/ni3，而混凝土的常用骨料砂子、石子的堆积密度一般为1450kg/m2、轻质高强陶粒具有足够的强度，用轻质高强陶粒可以配制出C20C5。混凝土；3、具有较好的颗粒级配，造粒时可以人工控制并调整粒径的大小与级配；4、保温隔热性能良好；5、具有良好的耐€02与耐候性能；6、化学稳定性好，具有极强的耐酸碱侵蚀性能；7、隔音性能良好；8、耐火，阻燃性能良好。陶粒分为超轻陶粒和轻质陶粒，堆积密度在500kg/n^以下的为超轻陶粒，堆积密度在500kg/r^以上的为轻质陶粒。目前，我国陶粒的主要品种为粘土陶粒、页岩陶粒和粉煤灰陶粒，粉煤灰陶粒的产量较低。我国陶粒生产存在以下缺欠一是固体废弃物陶粒所占比例较低；二是产品的结构不合理，轻质高强陶粒所占比例太低，只占生产总量的23%;三是免烧陶粒发展缓慢。综上所述，作为建筑材料的陶粒品种亟待改进。
发明内容本发明的目的在于提供一种油母页岩渣轻质高强陶粒及生产方法，解决目前陶粒市场原材料紧缺和工业固体废弃物的消纳途径等问题。'本发明的技术方案是①随着石油和燃料价格的不断上涨，利用油母页岩提油和发电利益巨大，在这一利用过程中会产生大量废渣，存放这些废渣不仅占用大量土地，同时也污染环境。而建材行业是利废的大户，利用这些废渣生产新型建材一陶粒，利废环保，经济效益和社会效益显著。②依据陶粒的焙烧原理，考虑固相、液相、气相反应的综合结果，创造陶粒焙烧的三个必要条件-.一是在膨胀温度范围内产生膨胀气体；二是在膨胀气体产生后有适宜黏度的液相包裹并抑制气体逸出；三是合适的焙烧温度范围和时间。在合理控制好以上三个必要条件的情况下，才能生产出轻质高强陶粒。本发明的膨化机理若使经制备的油母页岩渣粒状物料经焙烧产生膨胀，应同时具备以下两个条件一是能够在膨胀蕰度范围内产生膨胀气体；二是要具有适宜粘度的液相包裹以抑制气体逸出。从上述两个条件可以看出，陶粒在高温下的膨胀，是固相、液相、气相三相动态平衡的结果，只有具备这两个条件，才能获得膨胀良好的均质多孔的轻质高强陶粒。陶粒原料中，加热能产生气体的物质^1艮多，如有机物、碳酸盐、硫化物、铁氧化物和某些矿物的结晶水等，上述各种物质在不同温度下产生气体的剧烈程度也各有不同。因此，在不同温度范围内，气体是由某种或几种物质产生的，不是固定的，产生气体—反应如下(1)在40080CTC有机物獰放出其挥发物和干馏产物，在快速升温或缺氧条件下，有机物要完全氧化，温度要接近原料软化温度，可表示为c+o2—co2t2C+02—2COt(缺氧条件下)CQ2+C—2COf〈缺氧条件下)(2)碳酸盐分解CaC03S50~95O。C，CaO+C02tMgC。34Q0500。C一MgO+C02t(3)硫化物的分解和氧化FeS2(黄铁矿)沂QO0。C飘FeS+Sfs+o2-so2t4FeS2+llCb,顯土50t:，2Fe2Q3+8S02t(氧化气氛下)2FeS+302-2FeO+2S02t(4)氧化铁的分解与还原-2Fe203+C~^-^4FeO+C02f2Fe203+3C-4Fe+3C02t"203+C——2FeO+COf上述反应在1000—1邓0。C之间进行，在高温作用下，陶粒原料中的有机质(包括碳粒)和铁的氧化一还原反应所产生的气体主要是CO,是促使具有一定粘度的陶粒膨胀的主要原因。(5)火成岩含水矿物高温下析出结晶水蒸气如上所述，陶粒的高温膨胀是多种反应、多种因素共同作用的结果，陶粒原料化学成分，矿物组成的不同，以及生产工艺条件和参数的差异，都会对陶粒的膨化效果产生很大的影响。本发明依据陶粒的膨化机理并参考里列三角形理论中所述的配方原则，选择油母页岩渣、塑化材料、发气材料及稳定发气材料进行原料的配制。其中油母页岩渣为陶粒的主体材料，能提供气体包裹层的主要成分Si"与AbO"通常情况下Si02的竭宜范围为5575%，A1203的适宜范围为10~25%，又能提供熔剂型矿物Fe203，MgO，CaO，R20等，熔剂型矿物的总量适宜范围在B々6%;它在一定温度条件下可呈熔融状态，并对所产生的气体形成很好的包裹层和强度支撑面；塑化材料是一种无机材料，它能保证陶粒的成型和初始强度的产生；发气材料为一种工业固体废弃物，能在一定温度下产生均匀的气体，保证陶粒具有适宜的密度，该固体废弃物的发热量为1000cal左右，细度0.08mm方孔筛筛余<10%;稳定发气材料是一种具有较高发气量的燃料，可使陶粒的焙烧制度稳定，不因物料成分的波动而改变陶粒的质ja里o将上述材料按配方组成，经过球磨机(雷蒙磨)进行原材料的制备；再将磨制好的粉磨物料，预加水搅拌并进行造粒；将完成造粒的粒状物料放入双筒回转窑内进行烘干、预热、焙烧、冷却。本发明fe方由下列重量份组成-油母页岩渣4763%发气材料20~30%塑化材料1525%稳定发气材料1~3%本发明的生产方法按重量份配比取油母页岩渣、塑化材料、发气材料及稳定发气材料，进行原料的配制；再将配制好的原料进行充分混拌后投入磨机(球磨机雷蒙磨)进行粉磨物料制备；将制备好的粉磨物料加入一定量的水进行搅拌；将搅拌好的湿料加入对辊式挤出造粒机或成球盘进行造粒，形状为C8mm、长10mm以下、含水率22%左右的粒状物料；将粒状物料送入双筒回转窑内进行烘干、预热、焙烧、冷却。双筒回转窑以煤粉为燃料，通过可调速电机带动螺旋输送机和风机将煤粉按一定的速度和用量喷入陶粒焙烧窑中，并控制焙烧温度和进风量。本发明的优点在于利用油母页岩渣生产陶粒，在生产和技术上是一个创新，它不仅变废为宝，而且还环保；油母页岩渣轻质高强陶粒可用来生产轻质混凝土或混凝土制品，具有填充、承重功能，节能保温效果良好。具体实施例方式实施例1:按如下重量份配比取原料油母页岩渣58%化学成分见表1塑化材料20%化学成分见表2发气材料20%化学成分见表3稳定发气材料2%化学成分见表4上述原料的化学成分如下-表1,桦甸示范龟厂油母页岩渣化学成分<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2农安塑化材料的化学成分<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3桦甸西台乡发气材料的化学成分<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表4稳定发气材料的化学成分<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>按上述配比进行原料的混拌，拌均后加入球磨机进行粉磨物料的制备；将制备好的粉磨物料加入一定量的水进行搅拌并进入对辊式挤出造粒机进行造粒，形状为08mm、长10mm以下，含水率22%左右的粒状物料；再将粒状物料置入双筒回转窑内进行烘干、预热、焙烧、冷却。双筒回转窑以煤为燃料，通过可调速电机、螺旋输送机和风机将煤粉按一定的速度和用量喷入双筒回转窑中，窑温控制在125(TC以下，陶粒的堆积密度为600800kg/m3。实施例2:按如下重量份配比取原料油母页岩渣48%化学成分见表1塑化材料-25%化学成分见表2发气材料25%化学成分见表3稳定发气材料2%化学成分见表4原材料化学成分及制造方法同实施例h窑温控制在125(TC以下，陶粒的堆积密度为600800kg/m3。实施例3:按如下重量份配比取原料油母页岩渣52%化学成分见表1塑化材料23%化学成分见表2发气材料23%化学成分见表3稳定发气材料2%化学成分见表4原材料化学成分及制造方》去同实施例1，窑温控制在125(TC以下，陶粒的堆积密度为600800kg/m3。权利要求1、一种油母页岩渣轻质高强陶粒，其特征在于是由下述重量份配比的原料制成的陶粒油母页岩渣47～63％塑化材料15～25％发气材料20～30％稳定发气材料1～3％。2、根据权利要求1所述的一种油母页岩渣轻质高强陶粒的生产方法，其特征在于按重量份配比取油母页岩渣、塑化材料、发气材料及稳定发气材料，进行原料的配制；再将配制好的原料进行混拌后投入球磨机或雷蒙磨进行粉磨物料制备；将制备好的粉磨物料加入一定量的水进行搅拌；将搅拌好的湿料送入对辊式挤出造粒机或成球盘进行造粒，形状为《8mm、长10mm以下，含水率22%左右的圆柱体颗粒；再将粒状物料置入双筒回转窑内进行烘干、预热、焙烧、冷却，双筒回转窑以煤粉为燃料，通过可调速电机带动螺旋输送机和风机将煤粉按一定速度和用量喷入双筒回转窑中，并控制焙烧温度和进风量。全文摘要本发明涉及一种油母页岩渣轻质高强陶粒及生产方法，属于建筑材料类。它是由油母页岩渣、发气材料、塑化材料及稳定发气材料按一定重量份配比组成，经过物料粉磨、预加水搅拌、均拌后经造粒机造粒，然后由皮带机送入双筒回转窑内进行预热、烘干、焙烧、冷却；双筒回转窑以煤粉为燃料，通过可调速电机带动螺旋输送机和风机将煤粉按一定速度和用量喷入双筒回转窑中；预热温度控制在450～850℃，焙烧温度控制在1150～1250℃；其优点在于利用废弃油母页岩渣生产陶粒是一项创新，它不仅变废为宝，而且还环保，有显著的经济效益和社会效益。文档编号C04B33/132GK101215145SQ20081005023公开日2008年7月9日申请日期2008年1月10日优先权日2008年1月10日发明者刘冰洁,张明华,李云飞,李升宇,李巍巍,李泽林,王玉萍,邓家平,钱红宇,陈宇腾,黄旭光申请人:吉林省建筑材料工业设计研究院