一种免烧结粉煤灰陶粒的制备方法与流程

本发明属于一种以成分为特征的陶瓷组合物，特别涉及一种低能耗、免烧结的制备粉煤灰陶粒的方法。

背景技术：

粉煤灰是燃煤电厂将磨细到100μm以下的煤粉用预热空气喷入炉膛悬浮燃烧后产生的细小颗粒的混合物，其化学成分主要是al2o3，sio2，fe2o3，cao等，粉煤灰的大量排放会造成严重的环境污染。

由于粉煤灰中含有al、si等，比表面积大，具有较大的吸附能力。因此以粉煤灰为主要原料，加入添加粘结剂和激发剂，采用免烧工艺生成粉煤灰陶粒。

以工业废物为原料制备粉煤灰陶粒，价格低廉，普适性强，具有较大的经济效益和社会效益。但免烧结粉煤灰陶粒在筒压强度、吸水率等性能还存在着提升的空间，内部缺陷较烧结法制备较多。粉煤灰陶粒如何在降低能耗的基础上，探索出适合工业大规模生产的配料方案和工艺参数，是一个新的课题。

技术实现要素：

发明的目的，是在现有技术的基础上，探索出工业大规模利用废料生产粉煤灰陶粒的工艺方法，本发明没有进行烧结也没有添加较昂贵的添加剂，而是选择简单可行的操作步骤和廉价易得的工业废料。提供了一种成本低廉、工艺简单、污染小、综合性能优良的免烧结粉煤灰-脱硫灰陶粒。

本发明通过如下技术得以实现。

一种免烧结粉煤灰陶粒的制备方法，原料组分及其质量百分比含量为：粉煤灰70～95％，矿粉5～30％，外加脱硫灰1～30％，碱激发剂5～20％，发泡剂0.1～0.7％。

上述免烧结粉煤灰陶粒的制备方法，具有如下步骤：

(1)按原料组分及其质量百分比含量粉煤灰70～95％，矿粉5～30％，外加脱硫灰1～30％进行配料，放入搅拌机，搅拌均匀；

(2)在步骤(1)搅拌均匀的原料中外加质量百分比含量为5～20％的激发剂、0.1～0.7％的发泡剂进行混合，形成多孔浆料，再将多孔浆料置于成球盘中，喷雾造粒，得到粉煤灰陶粒坯体；

(3)将步骤(2)成型得到的粉煤灰陶粒坯体，在常温下自然养护24h，随后蒸气养护，制得免烧结粉煤灰陶粒。

所述步骤(2)的碱激发剂是浓度为96％的氢氧化钠溶液，发泡剂为铝粉。

所述步骤(3)的成球过程中的水、料质量比为3：10。

所述步骤(3)的蒸气养护制度为80℃蒸汽养护8小时。

本发明提供了一种成本低廉、工艺简单、污染小、综合性能优良的免烧结粉煤灰陶粒。该材料吸水率为12％，筒压强度为5.345mpa，表观密度为1.476g/cm³。

附图说明

图1为本发明免烧结粉煤灰陶粒的模型图。

具体实施方式

本发明所用添加剂均为市售化工原料，生产原料为工业废料，下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

(1)用电子天平称取粉煤灰85克，矿粉15克，脱硫灰7克，放入水泥净浆搅拌器中搅拌90s，得到混合均匀的原料；

(2)在步骤(1)搅拌均匀的原料中外加质量百分比含量为12.63％的激发剂、0.7％的发泡剂(铝粉)混合，形成多孔浆料，再将多孔浆料置于成球盘中，喷雾造粒，得到粉煤灰陶粒坯体；

(3)将成型得到粉煤灰陶粒坯体置于水泥标准养护室中自然养护24小时，随后于80°蒸气养护8h，制得免烧结粉煤灰陶粒。

粉煤灰陶粒性能的检测方法如下：

(1)称取洗净干燥的陶粒制品30g，放入量筒中浸水1h，(如有颗粒漂浮于水上，必须用柄的圆形金属将其压入水中)中取出，倒入孔径为0.08mm的筛子上，沥水1-2min。然后倒在拧干的毛巾上，用手握住毛巾两端，使其成为槽形，让试样在毛巾上来回滚动8-10次，倒入瓷盘中。将试样倒入水面为零刻度的李氏比重瓶中，读出水面刻度，最后计算得出试样的表观密度。

(2)按照上面表观密度的测定方法，最后计算出陶粒试样的吸水率。

(3)称取陶粒试样装入承压筒，试样装至略高于承压筒，放在混凝土试验振动台上振动3s后，再添加陶粒试样仍使其略高于承压筒，再放至振动台上振动5s，若试样继续高于承压筒，则用刮刀刮平试样与筒口齐平，在压力机下测试，最后计算得出陶粒的筒压强度。

上述测试方法均参照cj/t229-2008水处理人工陶粒标准。

实施例1的相关性能测试结果为：筒压强度5.345mpa，吸水率为12％，表观密度为1.476g/cm³。

图1是本发明免烧结粉煤灰陶粒的模型图，由图中可以看出，免烧结粉煤灰陶粒的直径为1cm左右。

实施例2

实施例2中除粉煤灰的的添加量为95克，矿粉的添加量为5克以外，其他工艺方法与实施例1相同。

实施例2的相关测试结果为：筒压强度为5.248mpa，吸水率为8.79％，表观密度为1.481g/cm³。

实施例3

实施例3中除粉煤灰的的添加量为70克，矿粉的添加量为30克以外，其他工艺方法与实施例1相同。

实施例3的相关测试结果为：筒压强度为5.210mpa，吸水率为10.52％，表观密度为1.492g/cm³。

实施例4

实施例4中除发泡剂(铝粉)的添加量为0.1％以外，其他工艺方法与实施例1相同。

实施例4的相关测试结果为：筒压强度为5.641mpa，吸水率为9.56％，表观密度为1.485g/cm³。

实施例5

实施例5中除发泡剂(铝粉)的添加量为0.3％以外，其他工艺方法与实施例1相同。

实施例3的相关测试结果为：筒压强度为5.549mpa，吸水率为9.6％，表观密度为1.480g/cm³。

实施例6

实施例6中除发泡剂(铝粉)的添加量为0.5％以外，其他工艺方法与实施例1相同。

实施例4的相关测试结果为：筒压强度为5.481mpa，吸水率为9.8％，表观密度为1.479g/cm³。

以上实例仅是对本发明做的示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种免烧结粉煤灰陶粒的制备方法，原料组分及其质量比含量为：粉煤灰70～95％，矿粉5～30％，脱硫灰1～30％，碱激发剂5～20％，发泡剂0.1～0.7％；先将粉煤灰、矿粉和脱硫灰按质量比进行混合，再加入碱激发剂(氢氧化钠)和发泡剂(铝粉)，均匀搅拌后喷雾造粒，自然养护24h，再于80°蒸气养护，制得免烧结粉煤灰陶粒。本发明提供了一种成本低廉、工艺简单、污染小、综合性能优良的粉煤灰陶粒，其吸水率为12％，筒压强度5.345MPa，表观密度为1.476g/cm3。

技术研发人员：朱玉梅;孙坤
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2018.10.12
技术公布日：2019.02.19