专利名称：一种用先锋硅藻土制备陶粒的方法
技术领域：
本发明涉及一种用先锋硅藻土制备陶粒的方法，属于建筑工程材料技术领域。
背景技术：
硅藻土是由含氧化硅很高的硅藻、放射虫类或海绵的遗骸组成，是以硅藻遗骸 (壳体)为主的一种生物沉积岩，硅藻中的SiO2不是纯的含水氧化硅，而是含有与之紧密伴生的其它组分的一种独特类型的氧化硅，称为硅藻氧化硅，硅藻土中的SiO2通常为 60% 80%，高者可以达到90%以上。硅藻土具有轻质、化学稳定性好、孔隙度高、隔音、耐磨、耐酸、耐热、吸附性强、熔点高等特点，已广泛应用于各工业部门作为助滤剂、充填剂、催化剂载体、磨料增强剂、动物饲料补充剂及轻骨料建筑材料等方面。我国硅藻土的开发历史较短，年产量不能满足国内各行业需要，每年需从国外进口硅藻土，且产品多为初级产品，主要用于轻质保温材料，而用作过滤介质和功能填料少。 但我国硅藻土市场潜力很大。中国硅藻土的特大矿产主要在云南省、吉林省和浙江省，都是可以进行露天开采的资源。硅藻土素有“工业味精”之称，可满足多种工业的需求，是现代工业不可缺少的基础原料之一。先锋硅藻土矿属于陆相湖泊沉积类型中的陆源沉积矿床亚类，先锋硅藻土大多数属于硅藻粘土，是低品位硅藻土，云南先锋硅藻土矿床，以含有30% 的粘土和高烧失量为主要特征，它的最佳利用方向是生产轻型墙体材料和保温材料等。目前，主要的陶粒生产工艺有两种，一是用回转窑生产，生产的陶粒为膨胀型陶粒；二是烧结机进行生产，生产的陶粒为烧结性陶粒，所用原料为粘土、页岩、粉煤灰等等。陶粒生产工艺在原料处理、配料、成球和成品处理等工序上，世界各国的做法都基本相同。采用烧结法生产的优点是主机产量大、生产效率高、产品质量较好、生产控制方便灵活、无结窑、易于稳定生产、原材料要求不严。缺点是只能烧结不能烧胀，机上产品产量不均衡、不稳定、设备占地面积大、基建投资大。采用回转窑法生产，主要优点是即可烧结，也可烧胀，采用同一套装置，通过不同配方和焙烧制度，可分别生产高强陶粒、超强陶粒或结构保温陶粒；这也是烧结机法和立窑法无法做到的；其次回转窑可露天设置，土建投资明显节省；回转窑法主要缺点是以粉煤灰为原料生产陶粒时，对粉煤灰化学成分要求较严、粘结助熔剂搀量多(超轻型30% 70%，高强型20% 30%)、热耗大(比烧结机大1倍)、外加剂掺入的品种多、配比严、单机产量小、焙烧控制较难、经验不足、窑内易产生结块、结圈、 生产成本比烧结法高(20 % 30 % )。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种用先锋硅藻土制备陶粒的方法，本方法先将先锋硅藻土自然风干粉碎，然后按重量比100:60 70的比例将硅藻土与水混合并搅拌均勻，混合物风干至含水率为40 50%时，制成球形，自然风干或在烘箱105 °C下干燥，最后焙烧，得到高强硅藻土陶粒。本发明中在先锋硅藻土中添加粘土，添加比例是10 20%，添加一定比例的粘土，实质是增加原料中Al2O3、！^e2O3的含量，这样既可增加料球膨胀度，又能保证熟料得强度。本发明中所述先锋硅藻土原料粉碎后粒度为0. 2mm 0. 5mm。本发明中成型后硅藻土干燥至含水量为5 10%时，进行焙烧，焙烧温度为 1130°C 1200°C，焙烧0. 5 1小时后，降温，温度降至500°C 600°C时取出，自然冷却到常温，即得高强硅藻土陶粒。本发明方法相对于现有技术的优点
1、本发明方法操作简单，先锋硅藻土中的SiA的含量为44.5 55. 1%，经过焙烧SiA 的含量可以提高至61. 2%;
2、焙烧时间短；
3、通过本发明方法得到的陶粒在保持产品轻质、高强、保温隔热、隔音、防火、抗震等优良性能的同时，其形状、孔洞、材质也不变，而综合性能大为改善，抗压强度大幅度提高， 耐久性变好，吸水率下降，干缩值变小，蜂窝、麻面消失，尺寸规格准确，表面光滑，且陶粒强度好，筒压强度为8 11. 9 MPa,吸水率7 8%，孔隙率为43 46%，表观密度为900 1300kg/m3，堆积密度600 760kg/m3，密度等级为700 800 ；
4、本发明方法制备的陶粒适用范围广，主要应用于各种轻质骨料混凝土，用轻骨料配制的混凝土，具有轻质、高强、多功能等特点；也可用于制备轻型墙体材料、制造滤料，烧制陶粒中含有一定的碳素，保留了部分生物孔隙，这种滤料容易使微生物挂膜，具有其它陶粒没有的孔隙结构，为生物净化污染水源奠定了非常好的基础，还可应用于制造保温隔热材料和硅藻土颗粒吸附剂、填料等方面。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。实施例1 本用先锋硅藻土制备陶粒的方法，具体操作如下
(1)原料来源于寻甸先锋矿区，是中低品位硅藻土，取上层含45.69%Si02的硅藻土 500g 和中层含44. 5%Si02的硅藻土 500g按1 :1的比例混合；
(2)将混合硅藻土自然风干后进行粉碎，粉碎至粒度在0.2mm 0. 5mm间，然后按重量比100:60的比例将硅藻土与水混合并搅拌均勻，混合物风干至含水率为40%时，制成球形，自然风干至水含率为5%时，放于马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为1130°C，焙烧Ih 后，开始降温，炉温降到500°C时出炉，自然冷却到常温，即得高强硅藻土陶粒。按照GB/ T17431. 2-1998《轻集料试验方法》进行了技术指标测试，结果是筒压强度为7. 2 MPa，吸水率7. 2%，孔隙率为46%，表观密度为1290kg/m3，堆积密度7(^kg/m3，密度等级为700级， 53. 6%Si02的硅藻土，强度标号32MPa。实施例2 本用先锋硅藻土制备陶粒的方法，具体操作如下
(1)原料来源于寻甸先锋矿区中、低品位硅藻土，将取含44.5% SiO2的硅藻土 500克、 取含55. l%Si02的硅藻土 500克和粘土 250克，按4 :4 2比例混合，添加的粘土的比例为 20% ；
(2)将混合硅藻土自然风干后进行粉碎，粉碎至粒度在0.2mm 0. 5mm间，然后按重量比100:70的比例将硅藻土与水混合并搅拌均勻，混合物风干至含水率为50%时，制成球形，在烘箱105°C下干燥至水含率为10%时，放于马弗炉中进行焙烧，在1200°C下焙烧 0. 后，开始降温，炉温降到60(TC时出炉，自然冷却到常温，即得高强硅藻土陶粒。按照 GB/T17431. 2-1998《轻集料试验方法》进行了部分指标测试，结果是筒压强度为9. 3 MPa, 吸水率7. 5%，孔隙率为44%，表观密度为1250kg/m3，堆积密度7(^kg/m3，密度等级为800， 56. 9%Si02的硅藻土，强度标号35MPa。实施例3 本用先锋硅藻土制备陶粒的方法，具体操作如下
(1)原料来源于寻甸先锋矿区，是中低品位硅藻土，取含阳.1% SiO2的硅藻土 500g; (2)将混合硅藻土自然风干后进行粉碎，粉碎至粒度在0. 2mm 0. 5mm间，然后按重
量比100:65的比例将硅藻土与水混合并搅拌均勻，混合物风干至含水率为45%时， 制成球形，自然风干至水含率为8%时，放于马弗炉中进行焙烧，焙烧温度为1180°C，焙烧 0. 后，开始降温，炉温降到550°C时出炉，自然冷却到常温，即得高强硅藻土陶粒。按照 GB/T17431. 2-1998《轻集料试验方法》进行了技术指标测试，结果是筒压强度为10.2 MPa, 吸水率7%，孔隙率为45%，表观密度为1185kg/m3，堆积密度700kg/m3，密度等级为800级， 60. l%Si02的硅藻土，强度标号32MPa。
实施例4 本用先锋硅藻土制备陶粒的方法，具体操作如下
(1)原料来源于寻甸先锋矿区中、低品位硅藻土，将取含48.3% SiO2的硅藻土 1000克， 添加10%的粘土 100克；
(2)将混合硅藻土自然风干后进行粉碎，粉碎至粒度在0.2mm 0. 5mm间，然后按重量比100:60的比例将硅藻土与水混合并搅拌均勻，混合物风干至含水率为50%时，制成球，在烘箱105°C下干燥至水含率为6%时，放于马弗炉中进行焙烧，在1150°C下焙烧0. 6h 后，开始降温，炉温降到520°C时出炉，自然冷却到常温，即得高强硅藻土陶粒。按照GB/ T17431. 2-1998《轻集料试验方法》进行了部分指标测试，结果是筒压强度为8. 5 MPa, 吸水率7. 5%，孔隙率为44%，表观密度为1194kg/m3，堆积密度6(^kg/m3，密度等级为700， 55. 8%Si02的硅藻土，强度标号35MPa。
权利要求
1.一种用先锋硅藻土制备陶粒的方法，其特征在于将先锋硅藻土自然风干粉碎，然后按重量比100:60 70的比例将硅藻土与水混合并搅拌均勻，混合物风干至含水率为 40 50%时，制成球形，自然风干或在烘箱105°C下干燥，最后焙烧，得到高强硅藻土陶粒。
2.根据权利要求1所述的用先锋硅藻土制备陶粒的方法，其特征在于在先锋硅藻土中添加粘土，添加比例是10 20%。
3.根据权利要求1所述的用先锋硅藻土制备陶粒的方法，其特征在于先锋硅藻土粉碎后粒度为0. 2 0. 5mm。
4.根据权利要求1所述的用先锋硅藻土制备陶粒的方法，其特征在于成型后硅藻土干燥至含水率为5 10%时，进行焙烧，焙烧温度为1130°C 1200°C，焙烧0. 5 1小时后， 降温，温度降至500°C 600°C时取出，自然冷却到常温，即得高强硅藻土陶粒。
全文摘要
本发明公开了一种用先锋硅藻土制备陶粒的方法，自然风干后的先锋硅藻土原料经过粉碎处理后，与水按重量比100:60～70的比例混合并搅拌均匀，混合物风干至水分为40～50%时，成型，自然风干，最后焙烧，得到高强硅藻土陶粒；本发明方法操作简单，效果好，通过本方法得到的陶粒强度好，吸水率下降，耐久性强，适用于范围广。
文档编号C04B38/00GK102515822SQ20111043363
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者刘自莲, 张梅, 李毅, 黄秋香 申请人:昆明理工大学