一種新型多孔莫來石輕質骨料及其制備方法
【專利摘要】本發明具體涉及一種新型多孔莫來石輕質骨料及其制備方法。其技術方案是：先以50～90wt%的鋁硅質細粉和10～50wt%的粘土粉為原料，再外加5～15wt%的結合劑和15～25wt%的水，經擠泥成型制成粒狀素坯，放置于恒溫80～200℃的環境中烘烤24～48h后升溫至1000～1300℃，保溫2～10h，即得新型多孔莫來石輕質骨料。本發明具有低生產成本和工藝簡單的特點，同時兼具資源節約和環境友好的特色，所得新型鋁硅質輕質骨料平均孔徑小且孔徑分布均勻、體積密度小、強度高和重燒線變化小，可直接用于澆注料體系。
【專利說明】一種新型多孔莫來石輕質骨料及其制備方法
【技術領域】:
[0001]本發明屬于制備輕質骨料的【技術領域】，具體涉及一種利用瓷磚廢料制備輕質骨料的方法。
【背景技術】:
[0002]伴隨著不可再生能源的過度消耗和廢棄物的大量堆積，資源節約和環境友好已經成為時代的兩大主題。固體廢棄物的堆積十分嚴重，不利于資源的可持續發展。瓷磚是工業和日常生活的常用物品，經使用后的廢棄瓷磚無法得到回收利用，儲量以每年數萬噸的速率增長。針對國內工業和日用的瓷磚廢料堆積如山的現狀，如何正確處理瓷磚廢料并將其變廢為寶成為亟待解決的問題。
[0003]到現階段為止，用于制備耐火輕質骨料的原料價格較高，且制作工藝復雜，能耗高，使得耐火輕質骨料的發展受到限制。本發明采用擠泥成型的方法利用瓷磚粉廢料制備一種新型多孔莫來石輕質耐火骨料，所需原料成本低廉，生產工藝簡單，能耗低，且擠泥成型能夠不會破壞骨料原本的微孔結構，并且使所得的骨料結合更緊密，各項性能得到提升，具有良好的發展前景。
[0004]目前，廢棄瓷磚粉依然沒有得到充分的利用，以廢棄瓷磚粉制備性能優良的耐火輕質骨料仍處于空缺狀態。“一種高純高強輕質莫來石骨料”(CN101817688A)專利技術，公開了以20-30wt%的天然娃石和70-80wt%的工業氧化招為原料,外加25wt%的碳質燒失物，經過濕法共磨、擠壓成型、煅燒和破碎制得體積密度為1.1-1.3g/cm3的莫來石輕質骨料。該方法的缺陷主要體現在:(I)原料的成本高；(2)生產工藝較復雜，能耗高；(3)破碎損壞了骨料的組織結構，且產品粒度不易控制。
【發明內容】
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[0005]本發明的目的是提供一種能節約資源、保護環境、降低成本的利用瓷磚粉廢料制備優質耐火輕質骨料的方法。用該法所制得的新型多孔莫來石輕質骨料平均孔徑小且孔徑分布均勻、體積密度小、強度高和重燒線變化小。
[0006]為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是:先以50-90wt%的鋁硅質細粉和10-50wt%的粘土粉為原料，再外加5-15wt%的結合劑和15-25wt%的水，經擠泥成型制成粒狀素坯，放置于恒溫80-200°C的環境中烘烤24-48h后升溫至1000-1300°C，保溫2-10h，即得多孔莫來石輕質骨料。
[0007]在上述技術方案中:廢棄瓷粉料中的Na2O含量≥0.5wt%，K20含量≥2.5wt% ;廢棄陶瓷粉料的粒徑< 0.074mm，廢棄陶瓷粉料的Al2O3含量> 40wt%, SiO2含量> 45wt% ;粘土粉的Al2O3含量> 42wt%，粘土粉的粒徑< 0.088mm ;造孔劑為聚苯乙烯球、植物秸桿、普通紙纖維和稻殼中的一種；結合劑為羥甲基纖維素、磷酸二氫鋁、聚乙烯醇和糊精中的一種。
[0008]由于采用上述技術方案，本發明所用主原料為目前大量堆積且沒有得到充分利用的廢棄瓷磚粉料，變廢為寶，不僅減緩了環境壓力還節約了處理大量廢棄陶瓷粉料的費用；生產工藝簡單，將原料擠泥成型經烘干和煅燒后即可作為輕質澆注料的骨料使用；所制得的新型多孔莫來石輕質骨料Al2O3含量為40~50wt%，孔徑分布主要分布在20 μ m以下，集中分布在5~8 μ m之間，體積密度為0.8~1.2g/cm3,顯氣孔率為45~65%，重燒線變化±0.5%，常溫耐壓強度為15~25MPa。
[0009]因此，本發明具有生產成本低和工藝簡單的特點，不僅可以實現固體廢棄物的高效回收，還有效降低耐火骨料的生產成本，所得新型多孔莫來石輕質骨料平均孔徑小且孔徑分布均勻、體積密度小、強度高和重燒線變化小，可直接用于澆注料體系。
【具體實施方式】:
[0010]下面結合【具體實施方式】對本發明做進一步的描述，并非對本發明保護范圍的限制。
[0011]為避免重復，先將本【具體實施方式】所涉及到的有關技術參數統一描述如下:廢棄瓷粉料中的Na2O含量< 0.5wt%, K2O含量< 2.5wt% ;廢棄陶瓷粉料的粒徑< 0.074mm,廢棄陶瓷粉料的Al2O3含量> 40wt%, SiO2含量> 45wt% ;粘土粉的Al2O3含量> 40wt%,粘土粉的粒徑< 0.088mm。實施例中不再贅述。
[0012]實施例1
[0013]一種新型多孔莫來石輕質骨料及其制備方法。先以50~60wt%的廢棄陶瓷粉料和40~50wt%的粘土粉為原料，再外加所述原料10~12wt%的水、25~35wt%的普通紙纖維、3.5~6wt%的聚乙烯醇和4.5~6wt%的磷酸二氫招,均勻混合后擠泥成型，自然干燥。
[0014]將自然干燥后的粒狀素坯在80~110°C條件下烘烤5~8h，然后升溫至1000~1300°C，保溫4~8h即得多孔莫來石輕質骨料。
[0015]本實施例所制備的鋁硅質輕質骨料的Al2O3含量為35~40wt%，體積密度為0.8~
0.9g/cm3，顯氣孔率為55~60%,常溫耐壓強度16.0~19.0MPa0
[0016]實施例2
[0017]一種新型多孔莫來石輕質骨料及其制備方法。先以60~70wt%的廢棄陶瓷粉料和30~40wt%的粘土粉為原料，再外加所述原料13~18wt%的水、25~35wt%的普通紙纖維、1.5~3.0wt%的聚乙烯醇和3.5~4.0wt%的磷酸二氫鋁，均勻混合后擠泥成型，自然干燥。
[0018]將自然干燥后的粒狀素坯在180~200°C條件下烘烤4~6h，然后升溫至1000~1300°C，保溫2~6h后即得多孔莫來石輕質骨料。
[0019]本實施例所制備的鋁硅質輕質骨料的Al2O3含量為37~40wt%，體積密度為
0.90~1.0g/cm3，顯氣孔率為45~50%,常溫耐壓強度15.0~17.0MPa0
[0020]實施例3
[0021]一種新型多孔莫來石輕質骨料及其制備方法。先以70~80wt%的廢棄陶瓷粉料和20~30wt%的粘土粉為原料，再外加所述原料12~15wt%的水、20~25wt%的植物秸桿、
2.0~3.0wt%的羥甲基纖維素和4.5~5.0wt%的磷酸二氫鋁，均勻混合后擠泥成型，自然干燥。
[0022]將自然干燥后的粒狀素坯在100~120°C條件下烘烤20~24h，然后升溫至1000~1300°C，保溫3~5h后即得多孔莫來石輕質骨料。[0023]本實施例所制備的鋁硅質輕質骨料的Al2O3含量為38~42wt%，體積密度為1.0~
1.lg/cm3，顯氣孔率為48~53%，常溫耐壓強度18.0~20.5MPa。
[0024]實施例4
[0025]一種新型多孔莫來石輕質骨料及其制備方法。先以80~90wt%的陶瓷廢料和10~20wt%的粘土為原料，再外加所述原料13~15wt%的水、20~25wt%的聚苯乙烯球、
2.0~3.0wt%的糊精和4.5~5.0wt%的磷酸二氫鋁，均勻混合后擠泥成型，自然干燥。
[0026]將自然干燥后的粒狀素坯在100~120°C條件下烘烤12~24h，然后升溫至1000~1300°C，保溫6~IOh后即得多孔莫來石輕質骨料。
[0027]本實施例所制備的鋁硅質輕質骨料的Al2O3含量為40~43wt%，體積密度為
0.95~1.05g/cm3，顯氣孔率為50~55%,常溫耐壓強度20.0~23.0MPa0
[0028]實施例5
[0029]一種新型多孔莫來石輕質骨料及其制備方法。先以80~85wt%的廢棄陶瓷粉料和15~20wt%的粘土粉為原料，再外加所述原料12~20wt%的水、30~35wt%的聚苯乙烯球、6.0~8.0wt%的聚乙烯醇，均勻混合后擠泥成型，自然干燥。
[0030]將自然干燥后的粒狀素坯在80~110°C條件下烘烤20~24h，然后升溫至1200~1300°C，保溫3~6h后即得多孔莫來石輕質骨料。
[0031 ] 本實施例所制備的鋁硅質輕質骨料的Al2O3含量為39~40wt%，體積密度為
0.85~0.95g/cm3，顯氣孔率為60~65%,常溫耐壓強度17.5~19.5MPa。
[0032]實施例6
[0033]一種新型多孔莫來石輕質骨料及其制備方法。先以70~75wt%的廢棄陶瓷粉料和25~30wt%的粘土粉為原料，再外加所述原料12~16wt%的水、10~15wt%的聚苯乙烯球、4.0~6.0wt%的聚乙烯醇和2.0~3.0wt%的輕甲基纖維素,混合均勻后擠泥成型，自然干燥。
[0034]將自然干燥后的粒狀素坯在150~180 °C條件下烘烤10~12h，然后升溫至1100~1250°C，保溫3~6h，經破碎后即得多孔莫來石輕質骨料。
[0035]本實施例所制備的鋁硅質輕質骨料的Al2O3含量為38~4lwt%，體積密度為
1.05~1.15g/cm3，顯氣孔率為57~63%，常溫耐壓強度19.0~22.5MPa。
[0036]實施例7
[0037]—種新型多孔莫來石輕質骨料及其制備方法。先以75~85wt%的廢棄陶瓷粉料和15~25wt%的粘土粉為原料，再外加所述原料15~20wt%的水、15~25wt%的聚苯乙烯球、5.0~7.0wt%的聚乙烯醇和1.0~1.5wt%的糊精,混合均勻后擠泥成型，自然干燥。
[0038]將自然干燥后的粒狀素坯在110~150 °C條件下烘烤18~20h，然后升溫至1200~1300°C，保溫3~6h，經破碎后即得多孔莫來石輕質骨料。
[0039]本實施例所制備的鋁硅質輕質骨料的Al2O3含量為39~42wt%，體積密度為0.9~
1.lg/cm3，顯氣孔率為45~50%,常溫耐壓強度20.0~25.0MPa0
[0040]本具體實施例所用主要原料為目前大量堆積的固體廢棄瓷磚，減輕環境壓力，同時變廢為寶；生產工藝簡單，混合后壓力成型，煅燒、破碎后即得可作為輕質澆注料的骨料使用；所制得的新型多孔莫來石輕質骨料Al2O3含量為35~45wt%，孔徑分布主要分布在20 μ m以下，集中分布在5~8 μ m之間，體積密度為0.8~1.2g/cm3,顯氣孔率為45~65%,重燒線變化±0.5%，常溫耐壓強度為15~30MPa。
[0041]因此，本發明具有低生產成本和工藝簡單的特點，同時兼具資源節約和環境友好的特色，所得新型鋁硅質輕質骨料平均孔徑小且孔徑分布均勻、體積密度小、強度高和重燒線變化小，可直接用于澆注料 體系。
【權利要求】
1.一種輕質骨料的制備方法，其特征在于先將一種鋁硅質細粉與粘土以1:1~9:1的比例均勻混合，外加5~15wt%的結合劑和15~25wt%的水，經擠泥成型制成粒狀素坯，80~200°C干燥后在1000~1300°C的條件下燒成，保溫2~IOh后即得到多孔莫來石輕質骨料。
2.根據權利要求1所述的輕質骨料的制備方法，其特征在于所述的鋁硅質細粉均由瓷磚邊角料、廢料破碎得到，粒徑均小于0.074mm。
3.根據權利要求1或2所述的輕質骨料的制備方法，其特征在于所述的鋁硅質細粉的主要化學成分是=Al2O3含量≥40wt%, SiO2含量≥45wt%, Na2O含量≤0.5wt%, K2O含量≤ 2.5wt%。
4.根據權利要求1所述的輕質骨料的制備方法，其特征在于所述的造孔劑為聚苯乙烯球、植物秸桿、普通紙纖維和稻殼中的一種。
5.根據權利要求1所述的輕質骨料的制備方法，其特征在于所述的結合劑為水玻璃、磷酸二氫鋁、聚乙烯醇和糊精中的一種及以上。
6.根據權 利要求1~5項中任一項所述的輕質骨料的制備方法所制得的輕質骨料。
【文檔編號】C04B35/185GK103467122SQ201310392953
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月2日 優先權日:2013年9月2日
【發明者】張金龍, 汪雷, 李淑靜, 董舜杰, 李遠兵, 徐娜娜, 劉靜靜 申請人:安徽瑞泰新材料科技有限公司