專利名稱：一種利用磷渣制備的無機保溫輕集料及制備方法
技術領域：
本發明涉及一種利用磷渣制備的無機保溫輕集料及制備方法，屬于無機保溫輕集
料生產技術領域。
背景技術：
目前用于建筑節能墻體的保溫材料主要分為有機保溫材料和無機保溫材料。
有機保溫材料是以聚苯顆粒或者聚苯板為主要材料，其優點是保溫性能好，缺點 是易燃、耐久性差，使用時間短；在使用過程中防火性能差，易失火，存在較大的安全隱患。
無機保溫材料是以玻化微珠作輕質骨料的保溫材料，玻化微珠作為建筑保溫材料 可以彌補用聚苯顆粒和普通膨脹珍珠巖作輕質骨料的其它傳統保溫材料中諸多缺陷和不 足，可以克服膨脹珍珠巖吸水性大、易粉化、在攪拌中體積收失率大、產品后期保溫性能降 低和易空鼓開裂等不足之處，同時又彌補了聚苯顆粒有機材料易燃、防火性能差、高溫產生 有害氣體和耐老化性耐候性低等缺陷。 目前使用的無機保溫材料玻化微珠主要是采用火山巖礦石為主要原料，制作方法 通常是將開采后所得的火山巖礦石進行破碎、篩分后，高溫瞬時燃燒膨脹玻化而成。所制得 的玻化微珠無機保溫材料具有質輕、隔熱防火、耐高低溫、抗老化、吸水率小、理化性能穩定 等優良特性。所用的火山巖礦石包括膨脹珍珠巖、黑耀巖、松脂巖，主要產于山西靈丘、河南 信陽、江西南昌、內蒙古赤峰等地，由于該礦石資源分布的地區比較少，資源比較缺乏，相應 地限制了玻化微珠無機保溫材料的推廣使用范圍。因此現有的生產無機保溫材料的生產方 法還是不夠理想。
發明內容
本發明的目的是提供一種不需要火山巖礦石為原料而采用工業固體廢棄物磷渣 為原料制備的無機保溫輕集料及制備方法，以克服現有技術的不足。
本發明是這樣實現的本發明的一種利用磷渣制備的無機保溫輕集料是采用磷
渣、硅質原料、熔劑、發泡劑和粘結劑為原料制備而成，各原料按重量份計算分別為磷渣
40 60份、硅質原料10 15份、熔劑15 35份、發泡劑5 20份、粘結劑2 8份。 上述硅質原料為硅砂、河砂或黃磷生產企業的硅石下腳料。 上述熔劑為廢玻璃或長石類原料。 上述發泡劑為石灰石、原煤、碳屑或焦炭原料。 上述粘結劑為膨潤土或粘土類無機粘結劑。
本發明的一種利用磷渣制備無機保溫輕集料的方法為在采用磷渣、硅質原料、熔
劑、發泡劑和粘結劑為原料制備無機保溫輕集料時，按以下步驟進行制備 第一步原料制備 將磷渣、硅質原料、熔劑、發泡劑、粘結劑烘干，然后按權利要求1所述的重量份配 比配料，送入球磨機內粉磨，粉磨細度為O. 08咖方孔篩篩余8 12%，然后將粉磨后的物料
3進行均化得到合格物料；
第二步成球 將第一步制備得到的合格物料按傳統的造粒、成球生產工藝制作成粒狀或球狀物 料； 第三步膨脹玻化 將第二步得到的粒狀或球狀物料送入煅燒設備中進行膨脹玻化處理，從而使物料 經膨脹玻化、冷卻后，得到表面玻化封閉、呈不規則球狀、并且內部為多孔空腔結構的顆粒 狀無機保溫輕集料。 上述膨脹玻化溫度制度為物料入爐溫度700 800°C ，然后快速升溫至膨脹玻化 的最高溫度1080 1125t:，升溫時間8 12min，保溫時間8 12min ;然后將膨脹玻化后 的物料進行快速風冷，即可得到無機保溫輕集料。
上述的無機保溫輕集料為玻化微珠、輕質陶砂或陶粒。 由于采用了上述技術方案，本發明不需要火山巖礦石為原料而利用現有的工業廢 棄物磷渣即可生產出合格的無機保溫輕集料。本發明所使用的磷渣是采用電爐法生產黃磷 時排放的經水淬處理成粒后的工業固體廢棄物，是以鈣黃長石(cyvs)、硅酸二鈣(GS)、假 硅灰石(a-CS)為主要晶相的玻璃體，主要成分為Si(^、Ca0、Al203等化合物。我國磷礦資 源豐富，是世界上主要的黃磷生產國和出口國，每生產1噸磷排放9 10噸磷渣，磷渣的排放 和堆積帶來的環境污染問題日趨嚴重。本發明利用工業固體廢棄物磷渣制備無機保溫輕集 料，既彌補了沒有天然火山巖礦石地區使用玻化微珠輕集料作保溫材料的應用范圍，又擴 大了工業固體廢棄物磷渣的綜合利用范圍。 本發明與現有的以天然火山巖礦石生產無機輕集料玻化微珠的方法相比，本發明 利用磷渣制備無機保溫輕集料，采用磷渣為主要材料，選擇其它適宜的硅質原料、熔劑、發 泡劑、粘結劑等輔助原料進行配料，并采用適宜的技術方案和生產方法制備無機保溫輕集 料的方法，所選擇的原料80%以上為工業固體廢棄物，擴大了無機保溫輕集料生產原料的
范圍，既解決了沒有天然火山巖礦石地區使用玻化微珠輕集料作保溫材料的應用范圍，又 擴大了工業固體廢棄物磷渣等的綜合利用范圍；并且利用磷渣等工業固體廢棄物開發出了 新型高附加值產品，符合循環經濟、節能減排的相關政策要求，具有良好的開發前景。而且 采用本發明生產的無機保溫輕集料還具有防火性能和保溫性能良好、使用時間長等優點， 特別適合于作為建筑節能墻體的保溫材料使用。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明。 實施例1 :將磷渣、硅質原料、熔劑、發泡劑、粘結劑烘干后按以下重量份配比進行 配料(干基)磷渣40份、作為硅質原料的硅砂10份、作為熔劑的廢玻璃25份、作為發泡劑 的原煤和石灰石各10份、作為粘結劑的膨潤土5份；將以上配合料送入球磨機內粉磨，粉磨 細度為O. 08mm方孔篩篩余8 12% ;然后加水攪拌、造粒、成球，其粒度為1. 5 10mm ;再 將造粒成球的物料送入溫度為750°C的高溫煅燒設備中(煅燒設備可采用傳統的煅燒爐)， 然后將爐溫快速升溫至108(TC，升溫時間10min，保溫時間10min，物料高溫瞬時燃燒膨脹 玻化后，進行快速風冷卻即可得到無機保溫輕集料。
實施例2 :按重量份配比進行配料(干基)磷渣50份、作為硅質原料的硅砂10 份、作為熔劑的廢玻璃20份、作為發泡劑的原煤10份和石灰石5份、作為粘結劑的膨潤土 5 份；將以上配合料烘干后送入球磨機內粉磨，粉磨細度為0. 08mm方孔篩篩余8 12% ;然 后加水攪拌、造粒、成球，其粒度為1. 5 10mm ;再將造粒成球的物料送入溫度為75(TC的高 溫煅燒設備中(煅燒設備可采用傳統的煅燒爐)，然后將爐溫快速升溫至1 IO(TC ，升溫時間 10min，保溫時間10min，物料高溫瞬時燃燒膨脹玻化后，進行快速風冷卻即可得到無機保溫 輕集料。
實施例2 :按重量份配比進行配料(干基)磷渣60份、作為硅質原料的硅砂10 份、作為熔劑的廢玻璃10份、作為發泡劑的原煤15份、作為粘結劑的膨潤土 5份；將以上配 合料烘干后送入球磨機內粉磨，粉磨細度為0. 08mm方孔篩篩余8 12% ;然后加水攪拌、 造粒、成球，其粒度為1. 5 10mm ;再將造粒成球的物料送入溫度為75(TC的高溫煅燒設備 中(煅燒設備可采用傳統的煅燒爐)，然后將爐溫快速升溫至112(TC，升溫時間10min，保溫 時間10min，物料高溫瞬時燃燒膨脹玻化后，進行快速風冷卻即可得到無機保溫輕集料。
按照上述實施例所制備得到的無機保溫輕集料的性能如下
堆積密度100 420kg/m3 ;
筒壓強度150kPa ;
導熱系數《0. 06W/ (m. k); 體積吸水率《45%;
體積漂浮率> 60 % 。
權利要求
一種利用磷渣制備的無機保溫輕集料，其特征在于該無機保溫輕集料采用磷渣、硅質原料、熔劑、發泡劑和粘結劑為原料制備而成，各原料按重量份計算分別為磷渣40～60份、硅質原料10～15份、熔劑15～35份、發泡劑5～20份、粘結劑2～8份。
2. 根據權利要求1所述的利用磷渣制備的無機保溫輕集料，其特征在于硅質原料為 硅砂、河砂或黃磷生產企業的硅石下腳料。
3. 根據權利要求1所述的利用磷渣制備的無機保溫輕集料，其特征在于熔劑為廢玻 璃或長石類原料。
4. 根據權利要求1所述的利用磷渣制備的無機保溫輕集料，其特征在于發泡劑為石灰石、原煤、碳屑或焦炭原料。
5. 根據權利要求1所述的利用磷渣制備的無機保溫輕集料，其特征在于粘結劑為膨潤土或粘土類無機粘結劑。
6. —種利用磷渣制備無機保溫輕集料的方法，其特征在于采用磷渣、硅質原料、熔 劑、發泡劑和粘結劑為原料制備無機保溫輕集料時，按以下步驟進行制備第一步原料制備將磷渣、硅質原料、熔劑、發泡劑、粘結劑烘干，然后按權利要求1所述的重量份配比配料，送入球磨機內粉磨，粉磨細度為O. 08mm方孔篩篩余8 12X，然后將粉磨后的物料進行均化得到合格物料； 第二步成球將第一步制備得到的合格物料按傳統的造粒、成球生產工藝制作成粒狀或球狀物料； 第三步膨脹玻化將第二步得到的粒狀或球狀物料送入煅燒設備中進行膨脹玻化處理，從而使物料經膨 脹玻化、冷卻后，得到表面玻化封閉、呈不規則球狀、并且內部為多孔空腔結構的顆粒狀無 機保溫輕集料。
7. 根據權利要求6所述的利用磷渣制備無機保溫輕集料的方法，其特征在于膨脹玻化溫度制度為物料入爐溫度700 80(TC，然后快速升溫至膨脹玻化的最高溫度1080 1125t:，升溫時間8 12min，保溫時間8 12min ;然后將膨脹玻化后的物料進行快速風 冷，即可得到無機保溫輕集料。
8. 根據權利要求6或7所述的利用磷渣制備無機保溫輕集料的方法，其特征在于所 述的無機保溫輕集料為玻化微珠、輕質陶砂或陶粒。
全文摘要
本發明公開了一種利用磷渣制備的無機保溫輕集料及制備方法，該無機保溫輕集料采用磷渣、硅質原料、熔劑、發泡劑和粘結劑為原料制備而成，各原料按重量份計算分別為磷渣40～60份、硅質原料10～15份、熔劑15～35份、發泡劑5～20份、粘結劑2～8份。本發明采用磷渣為主要材料，選擇其它適宜的硅質原料、熔劑、發泡劑、粘結劑等輔助原料來生產無機保溫輕集料，所選擇的原料80％以上為工業固體廢棄物，既解決了沒有天然火山巖礦石地區使用玻化微珠輕集料作保溫材料的應用范圍，又擴大了工業固體廢棄物磷渣等的綜合利用范圍；其產品具有防火和保溫性能良好、使用時間長等優點，特別適合于作為建筑節能墻體保溫材料使用。
文檔編號C04B18/04GK101774776SQ20101030092
公開日2010年7月14日 申請日期2010年1月29日 優先權日2010年1月29日
發明者彭能華, 賀勇, 陳彥翠 申請人:貴州省建筑材料科學研究設計院