以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒及其制備方法，該免燒陶粒的原料組分為預(yù)處理褐煤提鍺尾渣、水泥、生石灰、水、外加劑；通過將預(yù)處理褐煤提鍺尾渣、生石灰、水泥干混后，加入水和外加劑繼續(xù)攪拌均勻后，將所得混合料陳化造球，靜養(yǎng)，然后在0.75Mpa~1.05Mpa條件下蒸壓養(yǎng)護(hù)，自然降溫的過程制得褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒；本發(fā)明能耗小、尾礦利用率較高、產(chǎn)品性能較好。
【專利說明】以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于免燒陶粒【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種以褐煤提鍺尾礦為主要原料的免燒陶粒及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，陶粒以其質(zhì)輕、價廉及良好的保溫隔熱性能廣泛用于建材、耐火保溫材料等部門，特別是免燒陶粒，因其能耗小，工藝簡單，而得到廣泛關(guān)注。當(dāng)前制作陶粒的主要原料是粘土，頁巖或粉煤灰為原料制備陶粒且傳統(tǒng)工藝中水泥用量較高，如“頁巖免燒陶?！?CN201268430Y, 2008)，使用褐煤提鍺尾渣為原料制備陶粒的研究未見報道。
[0003]在提鍺的過程中，先將褐煤焙燒，再采用大量的含酸溶液處理含鍺煙塵，將其中的四價鍺轉(zhuǎn)移到溶液中，過濾洗滌后，濾渣經(jīng)堿石灰中和后即為褐煤提鍺尾渣。目前褐煤提鍺尾渣主要采取堆放處理，容易造成占地、污染環(huán)境等問題，考慮到其主要成分為Si，并且經(jīng)過焙燒，活性較好，可以作為制備陶粒的基礎(chǔ)材料。本研究采用褐煤提鍺尾渣為基質(zhì)制備陶粒，以實現(xiàn)二次資源回收利用和環(huán)保的目的。本發(fā)明工藝簡單、能耗小、尾渣利用率較高、產(chǎn)品性能好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在克服已有的技術(shù)缺陷，提供一種工藝簡單，能耗較小的褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒，該免燒陶粒由以下原料制得，各原料及重量百分比為褐煤提鍺尾禮:50wt %~65wt%、水泥 10wt%~15wt%、生石灰 IOwt % ~20 wt %、水 5 wt % ~15wt%、添加量為水泥重量2.0%~2.06%的外加劑；各組分的重量百分比之和為100%。
[0005]其中所述外加劑為硫酸鈉和/或三乙醇胺，兩者混合時按任意比混合。
[0006]本發(fā)明另一目的是提供以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒的制備方法，具體操作步驟如下:
(1)將預(yù)處理褐煤提鍺尾渣、生石灰、水泥倒入攪拌機(jī)內(nèi)干混4min~5min后，加入水和外加劑繼續(xù)攪拌3~5min ；
(2)將步驟(1)所得混合料陳化ltT2h后置于圓盤造球機(jī)中造球；
(3)將步驟(2)所得成品球靜養(yǎng)24h后放入蒸養(yǎng)釜內(nèi)，在0.75Mpa^l.05Mpa條件下蒸壓養(yǎng)護(hù)5tT8h，自然降溫，即得以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒。
[0007]所述預(yù)處理提鍺尾渣是先將褐煤提鍺尾渣烘干至含水率小于lwt%，再破碎至粒徑小于0.074mm的尾渣>80%，即得預(yù)處理提鍺尾渣。
[0008]本發(fā)明中所述褐煤提鍺尾渣是指將含鍺褐煤篩分、制煤球后加入鏈條爐冶煉，對爐內(nèi)產(chǎn)生的含鍺煙塵采用旋風(fēng)收煙器、布袋收塵器進(jìn)行收集，然后采用8~9mol/L鹽酸溶液對含鍺煙塵加溫浸出，加熱溫度為是8(T90°C，浸出時間4h-8h，鍺以四氯化鍺的形式轉(zhuǎn)移到浸出溶液中，將溶液過濾，濾渣洗滌后經(jīng)堿石灰中和至中性即得到褐煤提鍺尾渣；制得的褐煤提鍺尾渣粒度較粗，粒徑大于3mm的尾渣>80%，需經(jīng)過粉磨才能成球；其塑性指數(shù)為12%~14%，可塑性中等；含鍺褐煤的冶煉采用常規(guī)方法進(jìn)行，如參照申請?zhí)?3121175.1中方法實施。
[0009]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明有以下有益效果:
1、本發(fā)明以褐煤提鍺尾渣為原料制備免燒陶粒，為該類尾礦提供了有效的利用途徑，解決了尾礦堆存造成的安全隱患，環(huán)境污染等問題；
2、本發(fā)明不需要添加粘土或者粉煤灰，成本低，減少了對土地資源的破壞；
3、成品陶粒只需要蒸壓養(yǎng)護(hù)而不需要高溫焙燒，節(jié)約了生產(chǎn)成本，有效地降低了能
耗；
4、用該方法制備的免燒免蒸陶粒外形美觀，并且具有良好的后期強(qiáng)度，其抗壓性及吸水率都能達(dá)到GB/T 17431.1-1998要求。
[0010]因此，本發(fā)明具有環(huán)境友好，能耗小的優(yōu)點，拓寬了免燒陶粒的原料來源，開拓了褐煤提鍺尾渣綜合利用的新途徑，其產(chǎn)品性能均能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實施方式】
[0011]下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容，本實施例中所用試劑如無特殊說明，均為常規(guī)市售試劑。
[0012]實施例中所述褐煤提鍺尾渣均來自云南某選礦公司，其是由含鍺褐煤篩分、制煤球后加入鏈條爐冶煉，對爐內(nèi)產(chǎn)生的含鍺煙塵采用旋風(fēng)收煙器、布袋收塵器進(jìn)行收集，然后采用8~9mol/L鹽酸溶液對含鍺煙塵加溫浸出，加熱溫度為是8(T90°C，浸出時間4tT8h，鍺以四氯化鍺的形式轉(zhuǎn)移到浸出溶液中，將溶液過濾，濾渣洗滌后經(jīng)堿石灰中和至中性即得到褐煤提鍺尾渣。
[0013]實施例1:以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒由以下原料制得，各原料及重量百分比為:預(yù)處理褐煤提鍺尾渣50wt %、水泥15wt%、生石灰20 wt %、水14.7wt%、添加量為水泥重量2.0 wt%的外加劑硫酸鈉。
[0014]該褐煤提鍺尾渣免燒陶粒的制備步驟是:
Cl)先將褐煤提鍺尾渣烘干至含水率小于lwt%，再破碎至粒徑小于0.074mm的尾渣>80%,即得預(yù)處理提鍺尾渣；
(2)將預(yù)處理褐煤提鍺尾洛50kg、生石灰20kg、水泥15kg倒入攪拌機(jī)內(nèi)干混4min后，加入14.7kg水和0.3kg外加劑硫酸鈉繼續(xù)攪拌3min ；
(3)將步驟(2)所得混合料陳化Ih后置于圓盤造球機(jī)中造球；
(4)將步驟(3)所得成品球靜養(yǎng)24h后放入蒸養(yǎng)釜內(nèi)，在0.75Mpa條件下蒸壓養(yǎng)護(hù)8h，自然降溫，即得以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒。
[0015]本實施例所制備的免燒陶粒外形美觀，有良好的抗?jié)B性及抗壓性，并且具有良好的后期強(qiáng)度；吸水率為6.21%，抗壓強(qiáng)度為3.lOMPa，其它標(biāo)準(zhǔn)均能達(dá)到用該方法制備的免燒陶粒其抗壓性及吸水率都能達(dá)到GB/T 17431.1-1998要求。
[0016]實施例2:以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒由以下原料制得，各原料及重量百分比為:預(yù)處理褐煤提鍺尾 渣60wt %、水泥10wt%、生石灰15 wt %、水14.794wt%、添加量為水泥重量2.06 wt%的外加劑三乙醇胺。
[0017]該褐煤提鍺尾渣免燒陶粒的制備步驟是:(1)先將褐煤提鍺尾渣烘干至含水率小于lwt%，再破碎至粒徑小于0.074mm的尾渣>80%,即得預(yù)處理提鍺尾渣；
(2)將預(yù)處理褐煤提鍺尾洛60kg、生石灰15kg、水泥IOkg倒入攪拌機(jī)內(nèi)干混5min后，加入14.794kg水和0.206kg外加劑三乙醇胺繼續(xù)攪拌4min ；
(3)將步驟(2)所得混合料陳化2h后置于圓盤造球機(jī)中造球；
(4)將步驟(3)所得成品球靜養(yǎng)24h后放入蒸養(yǎng)釜內(nèi)，在1.0Mpa條件下蒸壓養(yǎng)護(hù)6h，自然降溫，即得以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒。
[0018]本實施例所制備的免燒免蒸陶粒外形美觀，有良好的抗?jié)B性及抗壓性，并且具有良好的后期強(qiáng)度。吸水率為6.22%，抗壓強(qiáng)度為3.20MPa，其它標(biāo)準(zhǔn)均能達(dá)到用該方法制備的免燒陶粒其抗壓性及吸水率都能達(dá)到GB/T 17431.1-1998要求。
[0019]實施例3:以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒由以下原料制得，各原料及重量百分比為:預(yù)處理褐煤提鍺尾渣65wt %、水泥12wt%、生石灰IOwt %、水12.758wt%、添加量為水泥重量2.02 wt%的外加劑(三乙醇胺和硫酸鈉按質(zhì)量比1:1混合制得)。
[0020]該褐煤提鍺尾渣免燒陶粒的制備步驟是:
Cl)先將褐煤提鍺尾渣烘干至含水率小于lwt%，再破碎至粒徑小于0.074mm的尾渣>80%,即得預(yù)處理提鍺尾渣；
(2)將預(yù)處理褐煤提鍺尾洛65kg、生石灰10kg、水泥12kg倒入攪拌機(jī)內(nèi)干混4.5min后，加入12.758kg水和0.242kg外加劑繼續(xù)攪拌5min ；
(3)將步驟(2)所得混合料陳化1.5h后置于圓盤造球機(jī)中造球；
(4)將步驟(3)所得成品球靜養(yǎng)24h后放入蒸養(yǎng)釜內(nèi)，在1.05Mpa條件下蒸壓養(yǎng)護(hù)5h，自然降溫，即得以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒。
[0021]本實施例所制備的免燒免蒸陶粒外形美觀，有良好的抗?jié)B性及抗壓性，并且具有良好的后期強(qiáng)度。吸水率為6.31%，抗壓強(qiáng)度3.32MPa，其它標(biāo)準(zhǔn)均能達(dá)到用該方法制備的免燒陶粒其抗壓性及吸水率都能達(dá)到GB/T 17431.1-1998要求。
[0022]實施例4:以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒由以下原料制得，各原料及重量百分比為:預(yù)處理褐煤提鍺尾渣54.797wt %、水泥10wt%、生石灰20wt %、水15wt%、添加量為水泥重量2.03 wt%的外加劑(三乙醇胺和硫酸鈉按質(zhì)量比1:2混合制得)。
[0023]該褐煤提鍺尾渣免燒陶粒的制備步驟是:
Cl)先將褐煤提鍺尾渣烘干至含水率小于lwt%，再破碎至粒徑小于0.074mm的尾渣>80%,即得預(yù)處理提鍺尾渣；
(2)將預(yù)處理褐煤提鍺尾洛54.797kg、生石灰20kg、水泥IOkg倒入攪拌機(jī)內(nèi)干混4min后,加入15kg水和0.203kg外加劑繼續(xù)攪拌5min ；
(3)將步驟(2)所得混合料陳化2h后置于圓盤造球機(jī)中造球；
(4)將步驟(3)所得成品球靜養(yǎng)24h后放入蒸養(yǎng)釜內(nèi)，在0.95Mpa條件下蒸壓養(yǎng)護(hù)7h，自然降溫，即得以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒。 [0024]本實施例所制備的免燒免蒸陶粒外形美觀，有良好的抗?jié)B性及抗壓性，并且具有良好的后期強(qiáng)度。吸水率為6.09%，抗壓強(qiáng)度3.22MPa，其它標(biāo)準(zhǔn)均能達(dá)到用該方法制備的免燒陶粒其抗壓性及吸水率都能達(dá)到GB/T 17431.1-1998要求。
【權(quán)利要求】
1.一種以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒，其特征在于免燒陶粒由以下原料制得，各原料及重量百分比為:褐煤提鍺尾洛50wt %~65wt%、水泥10wt%~15wt%、生石灰IOwt%~20 wt %、水5 wt %~15wt%、添加量為水泥重量2.0 wt%~2.06 wt%的外加劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒，其特征在于:所述外加劑為硫酸鈉和/或三乙醇胺。
3.權(quán)利要求1所述的以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒的制備方法，其特征在于制備步驟如下: (1)將預(yù)處理褐煤提鍺尾渣、生石灰、水泥倒入攪拌機(jī)內(nèi)干混4min~5min后，加入水和外加劑繼續(xù)攪拌3~5min ； (2)將步驟(1)所得混合料陳化ltT2h后置于圓盤造球機(jī)中造球； (3)將步驟(2)所得成品球靜養(yǎng)24h后放入蒸養(yǎng)釜內(nèi)，在0.75Mpa^l.05Mpa條件下蒸壓養(yǎng)護(hù)5tT8h，自然降溫，即得以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以褐煤提鍺尾渣為主要原料的免燒陶粒的制備方法，其特征在于:所述預(yù)處理提鍺尾渣是先將褐煤提鍺尾渣烘干至含水率小于lwt%，再破碎至粒徑小于0.074mm的尾渣 >80%，即得預(yù)處理提鍺尾渣。
【文檔編號】C04B28/10GK103896543SQ201410084887
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】陳佳, 那金華, 陳文華, 楊波, 王朝文, 王麗美, 甘文斌, 魏正子 申請人:臨滄師范高等?？茖W(xué)校