一種輕質建筑陶粒及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種輕質建筑陶粒及其制備方法，制備原料為：風干煤泥、風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥、風干電石廢渣；風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥包括：硫酸鈣和氟化鈣；制備方法為：將風干煤泥、風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥和風干電石廢渣按所配料，經破碎機破碎，再經研磨機研磨后篩分，得到將生料球置于焙燒爐中，升溫，預熱，再升溫，焙燒，最后得輕質建筑陶粒。本發明專利技術針對不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥處理過程中產生的硫酸鈣和氟化鈣等產物，以及電石廢渣、煤泥等固體廢棄物進行二次再利用，以達到解決環境污染和產生經濟效益的目的；制備的陶粒具有級配連續、導熱系數低、質輕、強度高、隔音、保溫耐火、耐化學、抗震、抗凍等優良性能。

Lightweight building ceramsite and preparation method thereof

The invention discloses a light ceramsite and a preparation method thereof. The preparation of raw materials: dried coal, dried sludge, stainless steel pickling passivation waste carbide slag drying; drying stainless steel pickling passivation wastewater sludge including: calcium sulfate and calcium fluoride; the preparation method is as follows: the air dried sludge, dry and dry passivation stainless steel pickling wastewater sludge carbide slag according to the ingredients, the crusher, the grinding machine after sieving, will get raw meal ball in a roasting furnace, heating, preheating, heating, roasting, finally light ceramsite. Calcium sulfate and calcium fluoride products produced according to the invention of stainless steel pickling and passivation wastewater treatment process of sludge, two times by using carbide slag, slime and other solid waste, in order to solve the problem of environmental pollution and produce economic benefits; the preparation of ceramsite has excellent performance of graded continuous, low thermal conductivity, light weight, strength high heat and sound insulation, fire resistance, chemical resistance, earthquake resistance, antifreeze etc..

【技術實現步驟摘要】
一種輕質建筑陶粒及其制備方法
本專利技術涉及建筑材料領域，具體涉及一種輕質建筑陶粒及其制備方法。
技術介紹
不銹鋼材在生產過程中，要經過退火、正火、淬火、焊接等加工過程，表面會形成一層薄而致密的氧化膜，其主要成分中含有大量的氧化鉻、氧化鎳，會對產品的外觀和后續加工產生不利影響，故在后續加工前必須采用酸洗、鈍化、拋光等表面處理方法將其除去。不銹鋼表面處理以酸洗為主，由于Cr2O3難溶于單一的酸中，因此酸洗通常使用硝酸、硫酸和氫氟酸混合酸。在此過程中，產生了大量含有F-、Cr3+、Fe3+、Fe2+和Ni2+的酸洗廢水。這類廢水的處理傳統的處理方法主要有化學沉淀法、氧化還原法等，即通過添加絮凝劑或堿液將廢水中的金屬離子轉變成不溶的氫氧化物沉淀而除去，而廢水被中和除去金屬離子后回用。該法具有投資低、操作簡單等優點，但會產生大量的含有復雜成分的重金屬污泥，難以通過簡單的分離方法回收其中的金屬，造成資源浪費；同時這些含有重金屬的污泥如不加處理而進行簡單掩埋，則會對環境造成長期的污染。目前又有將酸洗廢水通過氫氧化鈉和氫氧化鈣分兩段處理的方法，可將第一段得到的鐵、鉻、鎳沉淀物通過化學方法進行分離回收，或者將沉淀物回入金屬冶煉中進行二次利用。然而目前所報道的方法均未對第二段得到的硫酸鈣、氟化鈣混合沉淀物做出明確處理方法，后段污泥以CaSO4和CaF2形成的混合污泥為主，去向多為掩埋、燒磚或用作水泥摻料。因為含氟化鈣的無機物污泥常溫下無法與堿性物質反應，無法控制氟離子溶于水中，會引起地表水中氟化物濃度增加,含氟量超標，并且氟化鈣具有低毒性,極易被植物吸收,對作物生長和人類健康構成威脅。而氟化鈣用于制磚，在這個過程中如果控制不好，氟會以HF，SiF4等氣態物形式逸出，不僅腐蝕設備、導致窯口結圈，還會危害周圍環境。因此必須設法將氟離子有效地固結在產品中，防止其溶于水中而對環境造成危害。電石渣是電石水解獲取乙炔氣后，以氫氧化鈣為主要成分的廢渣，其含堿量高，保水性強，屬于Ⅱ類工業固體廢物。一些工廠一直以來將電石渣直接排到外部環境中，幾乎沒有作防滲處理。也有利用電石渣代替石灰石制作水泥和石灰的方法。但隨著我國基本建設規模的控制和對高耗能、高污染行業的限制，市場水泥的產量已嚴重過剩，許多水泥企業都處于停頓和下馬的狀態，用電石渣代替石灰石制水泥的的渠道已經無法進行，因此必須為電石廢渣尋求有效的處理途徑。煤泥是煤炭洗選加工中的副產品，是由微細粒煤、粉化骨石和水組成的粘稠物，其粒度細、微粒含量多，且持水性強、水分含量高。煤泥灰分含量高，發熱不高，一般不適于再做燃料，同時煤泥黏性較大，還具有一定的流動性，因此導致煤泥的堆放、貯存和運輸都比較困難，尤其在堆存時，其形態極不穩定，遇水即流失，風干即飛揚。結果不但浪費了寶貴的煤炭資源，而且造成了嚴重的環境污染，有時甚至制約了洗煤廠的正常生產，成為洗煤廠一個較為棘手的問題。陶粒是一種陶瓷質地的人造顆粒，主要化學組成為SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等金屬氧化物。作為一種建筑用輕集料，陶粒具有密度小，質輕、綜合強度高、防火性能好、耐風化等各項功能，是優良的輕質建筑材料，可解決重量、防火、隔熱、保溫等工程上的難題，具有耐風化、價廉物美、環保、容易制作等優點。因此大量應用于預制墻板、間墻、輕質混凝土、屋面保溫、混凝土預制件、小型輕質砌塊、陶粒磚等領域，亦可用于園藝、花卉、市政及無土栽培等市場。過去燒結陶粒都是以粘土為主要原料，浪費大量耕地土壤。目前，大都以工業廢棄物為原料作為陶粒的原料，主要以粘土、頁巖、粉煤灰、脫水污泥等為主要原料，也有很多以固廢為主要原料制陶粒的方法。燒制超輕陶粒時，原料的化學成分按其作用可分為3類：一是成陶成分，在陶粒燒制過程中起支撐骨架作用，主要化學成分為SiO2、Al2O3和CaO，在原料中占3/4左右；二是起助熔作用的熔劑氧化物,起調節原料熔點的作用，主要化學成分為Na2O、K2O等低熔點無機氧化物；三是產氣成分，物料所含的C、Fe的氧化物在高溫時產生氣體CO、CO2等，起膨脹作用。中國專利CN200610019341.9公開了一種用油頁巖渣制備的陶粒及其制備方法。但是該專利。該方法由油頁巖渣在1000℃～1300℃燒結而成，其優點在于充分利用油頁巖渣中礦物成分及可燃成分制備多孔高強陶粒，產品具有一定的附加值，但是該產品密度大，導熱系數高。因此，為解決上述問題，需要結合建筑陶粒的制備方法，針對不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥處理過程中產生的硫酸鈣和氟化鈣等產物，以及電石廢渣、煤泥等固體廢棄物進行二次再利用，以達到解決環境污染和產生經濟效益的目的。
技術實現思路
本專利技術針對上述問題，提供一種輕質建筑陶粒及其制備方法。本專利技術解決上述問題所采用的技術方案是：一種輕質建筑陶粒，制備輕質建筑陶粒的原料及其質量百分數為：風干煤泥36％～50％、風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥27％～40％、風干電石廢渣18％～30％；所述風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥包括：硫酸鈣和氟化鈣；其中，風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥中的氟化鈣的熔點較低，可以作為陶粒燒結的助熔劑；而且當含氟化鈣的污泥與其他無機性礦物質以高溫液相共同燒結時，污泥中的氟離子將取代玻璃相中二氧化硅的氧離子，而形成另一更高能階的安定性礦物結晶，可有效防止氟化鈣污泥中的氟離子再次溶出而污染水源；煤泥中含有豐富的SiO2、Al2O3、Fe2O3及C成分，能夠為陶粒的燒制提供一定的成陶骨架和產氣成分等無機元素，而不銹鋼酸洗廢水污泥的主要成分是CaSO4和CaF2，將兩者結合可滿足燒制陶粒的基本要求；電石渣成分中Ca(OH)2質量分數高達90％以上，正好可作為不銹鋼酸洗鈍化廢水治理的第二段污泥主要成分氟化鈣的穩定劑。進一步地，硫酸鈣和氟化鈣的質量和占風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥質量的98％以上。本專利技術的另一目的，在于提供一種輕質建筑陶粒的制備方法，包括以下步驟：步驟S1，配料：將風干煤泥、風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥和風干電石廢渣按所述質量百分數配料，得到混合物料，混合物料經破碎機破碎至粒徑為2mm～5mm，再經研磨機研磨后篩分，得到粉末料；步驟S2，生料球制備：在步驟S1制備的粉末料中加入水，攪拌制成料球，將料球在100℃～110℃下干燥60min～90min，得到含水率為5wt％～10wt％的生料球；步驟S3，焙燒：將步驟S2制備的生料球置于焙燒爐中，以10℃/min的速率升溫至400℃～600℃，預熱20min～35min，再以15℃/min的升溫速率升溫至800℃～1150℃，焙燒100min～125min，最后隨爐冷卻至室溫，即得輕質建筑陶粒。進一步地，步驟S1中，粉末料的粒徑為：120μm～180μm。進一步地，步驟S2中，水的質量為：粉末料質量的2％～5％。進一步地，步驟S2中，生料球的粒徑為：5mm～20mm。進一步地，步驟S3中，輕質建筑陶粒的吸水率為：6％～9％。進一步地，步驟S3中，輕質建筑陶粒的堆積密度為：400kg/m3～500kg/m3。進一步地，步驟S3中，輕質建筑陶粒的筒壓強度為：2MPa～6MPa。本專利技術的優點是：1.本專利技術本專利技術針對不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥處理過程中產生的硫酸鈣和氟化鈣等產物，以及電石廢渣、煤泥等固體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種輕質建筑陶粒，其特征在于，制備所述輕質建筑陶粒的原料及其質量百分數為：風干煤泥36％～50％、風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥27％～40％、風干電石廢渣18％～30％；所述風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥包括：硫酸鈣和氟化鈣。

【技術特征摘要】
1.一種輕質建筑陶粒，其特征在于，制備所述輕質建筑陶粒的原料及其質量百分數為：風干煤泥36％～50％、風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥27％～40％、風干電石廢渣18％～30％；所述風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥包括：硫酸鈣和氟化鈣。2.根據權利要求1所述的輕質建筑陶粒，其特征在于，所述硫酸鈣和氟化鈣的質量和占風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥質量的98％以上。3.根據權利要求1或2所述的輕質建筑陶粒的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟S1，配料：將風干煤泥、風干不銹鋼酸洗鈍化廢水污泥和風干電石廢渣按所述質量百分數配料，得到混合物料，混合物料經破碎機破碎至粒徑為2mm～5mm，再經研磨機研磨后篩分，得到粉末料；步驟S2，生料球制備：在步驟S1制備的粉末料中加入水，攪拌制成料球，將料球在100℃～110℃下干燥60min～90min，得到含水率為5wt％～10wt％的生料球；步驟S3，焙燒：將步驟S2制備的生料球置于焙燒爐中，以1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃新森，鄭小鵬，陳均志，黃金潤，龔亞民，
申請(專利權)人：斯格邁能源科技嘉善有限公司，陜西科技大學，
類型：發明
國別省市：浙江,33