专利名称：一种工业废渣陶粒及其制备方法
技术领域：
本发明涉及工业固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种采用工业废渣制备的陶粒及其制备方法。
背景技术：
随着冶金工业产量的不断增加，生产过程中产生的废渣量也日益增多，如果不能将其及时转化利用，必将占用大量土地，而且对环境造成恶劣影响，严重者甚至威胁到企业生产的正常运行。从我国工业企业的实际出发，大力开展工业废渣资源综合利用，实现转废为宝，有着十分重要的经济意义和社会意义。陶粒是一种建筑用轻骨料，用它可代替传统的碎石、河卵石等制成轻集料混凝土制品，如空心砌块、轻质板材等，具有轻质、保温、利废、隔音、环保等特点。它是我国墙改过程中，代替粘土实心砖的主导产品，采用隔热保温性能良好的陶粒混凝土作为墙体材料，同时又是建筑节能的重要措施。目前，陶粒主要由粘土，页岩、粉煤灰，煤矸石，污泥等原料制造。但粘土陶粒近年来由于受到土地资源的限制，在某些地区已被禁止生产和使用，主要因为大量使用粘土会导致耕地毁坏，对资源供应和环境保护造成较大压力，不利于国家的可持续发展。因此，有必要研制一种完全使用工业废渣制备的陶粒，对企业的经济效益和环境保护均具有现实意义。申请号为200910144295.9《一种铁矿尾砂陶粒及其制备方法》的发明专利公开了一种利用铁矿尾砂制备陶粒的方法，是将铁矿尾砂60% 70%、粘土 25% 40%、秸杆粉末1% 3%按重量比混合，经原料处理、造粒与干燥、生球焙烧、冷却而成。申请号为200910016302.7《一种污泥钢渣超轻陶粒及其制备方法》的发明专利公开了一种利用转炉钢渣制备陶粒的方法，其原料组分按重量为:干化污泥10 35份，转炉钢渣10 25份，粘土 30 80份，经过烘干粉碎后的干化污泥、转炉钢渣和粘土，加水搅拌制成生料球，置于常温下干燥，再放入电阻炉中烧制所得。上述两项专利均加入份额不等的粘土，仍然会破坏耕地和消耗不可再生资源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用工业废渣(铁尾矿、高炉渣和粉煤灰)制备陶粒的方法，进而提高工业废渣的再资源化率，消除工业废渣逐年积累对环境造成的破坏和对资源的浪费。本发明的目的是这样实现的，利用工业废渣(铁尾矿、高炉渣和粉煤灰)制备的陶粒，其原料组成按质量百分比分别为:铁尾矿:15% 30%、高炉渣:10% 25%、粉煤灰:45% 75%。
具体方法如下:采用工业废渣(铁尾矿、高炉渣和粉煤灰)，经机械破碎，过300目筛，取筛下细粉；按质量百分比分别取铁尾矿:15% 30%、高炉渣:10% 25%、粉煤灰:45% 75%;将上述原料进行混合后，经成球机，喷入总质量3% 8%的水，制成粒度5 13_的球形颗粒，常温自然阴干I 3d，再经回转窑尾气烘干0.5 1.5小时；最后送入回转窑焙烧，回转窑烧成带温度为1150 1250°C，烧成带焙烧15 20min，经冷却机冷却至常温即得本发明陶粒。上述方法中由于铁尾矿和高炉渣颗粒较大，不适合下一步的混料和成型，故对其进行机械破碎；过300目筛，进一步去除不适合混料和成型的大颗粒，同时增大颗粒比表面积，使粉末具备良好的反应动力学条件，有利于均匀混合及高温物化反应的进行；采用机械搅拌混合，目的是使各成分混合均匀，有利于高温物化反应的进行，改善焙烧效果；粒度控制在5 13mm，因为粒度是影响陶粒力学性能的重要因素，过大则强度低，过小则不利于膨胀，密度大，限制陶粒的应用；常温自然阴干I 3d，目的是去除陶粒坯料球团所含的吸附水，减少陶粒坯料球团骤然进入200°C以上的回转窑尾气时产生爆破炸裂和裂纹，影响陶粒强度和吸水率；经回转窑尾气烘干0.5 1.5h，进一步烘干陶粒坯料球团的吸附水，防止坯料球团内部水分在高温状态下快速蒸发膨胀对球团造成破坏；回转窑内最高温度为1150 1250°C，因超过1250°C，陶粒黏度过低，会出现过度膨胀，形成单一大孔或破裂，即降低陶粒的强度又增加陶粒的吸水率；而温度不足1150°C，陶粒物化反应不充分，表面未形成釉面，会有许多连通孔直达陶粒表面，同样会降低陶粒性能；焙烧15 20min，是因焙烧时间超过20min则陶粒也会出现过度膨胀现象，低于15min也会发生物化反应不充分情况，影响陶粒的性能；采用冷却机对陶粒进行缓慢降温，防止由于冷却产生的裂纹降低陶粒的性能。本发明制备的工业废渣陶粒堆积密度可达718 750kg/m3，筒压强度为6.8
7.3MPa，吸水率 3.2% 5.4%。本发明采用工业废渣铁尾矿、高炉渣和粉煤灰为主要原料制备陶粒，不仅制备了轻质高强陶粒，而且可以充 分利用铁尾矿、高炉渣和粉煤灰这三种废弃物，减少了固体废弃物排放量。以年产20万m3陶粒为例，则每年可减少三种废渣排放约14.6万吨，有效减轻了工业固体废弃物对环境的污染及对土地资源的占用等问题，具有巨大的经济效益和社会效益。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细介绍。实施例1:将高炉渣和铁尾矿经机械破碎、粉磨，经过300目筛子筛分。按质量百分比分别取铁尾矿15 %，高炉渣10 %，粉煤灰75 %，将上述原料进行混合，经成球机，喷入总质量5 %的水，制成粒度13mm左右的球团，然后常温自然阴干3d，再经回转窑尾气烘干0.5h ;最后送入回转窑焙烧，回转窑烧成带温度为1250°C，烧成带焙烧15min，经冷却机冷却至常温，即为陶粒成品。所得陶粒堆积密度可达718kg/m3，筒压强度为6.8MPa，吸水率3.2%。实施例2:将高炉渣和铁尾矿经机械破碎、粉磨，经过300目筛子筛分。按质量百分比分别取铁尾矿18 %，高炉渣24%，粉煤灰58 %，将上述原料进行混合，经成球机，喷入总质量8 %的水，制成粒度8mm左右的球团，然后常温自然阴干2d，再经回转窑尾气烘干Ih ;最后送入回转窑焙烧，回转窑烧成带温度为1200°C，烧成带焙烧18min，经冷却机冷却至常温，即为陶粒成品。所得陶粒堆积密度可达732kg/m3，筒压强度为7.3MPa，吸水率3.8%。实施例3:将高炉渣和铁尾矿经机械破碎、粉磨，经过300目筛子筛分。按质量百分比分别取铁尾矿30 %，高炉渣25 %，粉煤灰45 %，将上述原料进行混合，经成球机，喷入总质量3 %的水，制成粒度5mm左右的球团，然后常温自然阴干ld，再经回转窑尾气烘干1.5h ;最后送入回转窑焙烧，回转窑烧成带温度为1150°C，烧成带焙烧20min，经冷却机冷却至常温，即为陶粒成品。所得陶粒堆 积密 度可达750kg/m3，筒压强度为7.0MPa,吸水率5.4%。
权利要求
1.一种工业废渣陶粒，其特征在于，利用工业废渣为原料制备的陶粒，工业废渣包括铁尾矿、高炉渣和粉煤灰，其原料组成按质量百分比分别为:铁尾矿:15% 30%、高炉渣:10% 25%、粉煤灰:45% 75%。
2.—种权利要求1所述的工业废渣陶粒的制备方法，其特征在于， 具体方法如下: 采用铁尾矿、高炉渣和粉煤灰，经机械破碎，过300目筛，取筛下细粉；按质量百分比分别取铁尾矿:15% 30%、高炉渣:10% 25%、粉煤灰:45% 75% ;将上述原料进行混合后，经成球机，喷入总质量3% 8%的水,制成粒度5 13mm的球形颗粒,常温自然阴干I 3d，再经回转窑尾气烘干0.5 Ih ;最后送入回转窑焙烧，回转窑烧成带温度为1150 1250°C，烧成带焙烧15 20min，经冷却机冷却至常温即得陶粒成品。
全文摘要
本发明公开一种工业废渣陶粒及其制备方法，采用工业废渣(铁尾矿、高炉渣和粉煤灰)，经机械破碎，过300目筛，取筛下细粉；按质量百分比分别取铁尾矿15％～30％、高炉渣10％～25％、粉煤灰45％～75％；将上述原料进行混合后，经成球机，喷入总质量3％～8％的水，制成粒度5～13mm的球形颗粒，常温自然阴干1～3d，再经回转窑尾气烘干0.5～1.5小时；最后送入回转窑焙烧，回转窑烧成带温度为1150～1250℃，烧成带焙烧15～20min，经冷却机冷却至常温即得本发明陶粒，本发明不仅制备了轻质高强陶粒，而且可以充分利用铁尾矿、高炉渣和粉煤灰这三种废弃物，减少了固体废弃物排放量，有效减轻了工业固体废弃物对环境的污染及对土地资源的占用等问题，具有巨大的经济效益和社会效益。
文档编号C04B35/622GK103159483SQ201110419730
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者王东山, 耿继双, 马光宇, 刘常鹏, 张天赋, 李卫东, 贾振, 贾丽娣 申请人:鞍钢股份有限公司