一種利用廢舊木材粒生產(chǎn)輕質(zhì)陶粒球的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供一種利用廢舊木材粒生產(chǎn)輕質(zhì)陶粒球的方法，屬于陶粒生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]木材作為家具材料、包裝材料和建筑模板材料等被廣泛使用，這是因?yàn)槟静木哂幸准庸?、取材方便和環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。廢舊木材則是在木材生產(chǎn)、加工或使用過程中形成的陳舊或廢棄的木料和木制品。在中國，廢舊木材的數(shù)量非常龐大，2005年時廢舊木材和廢舊木制品就達(dá)到5000萬立方米，近年來該數(shù)量仍在繼續(xù)增加。當(dāng)被作為廢舊品處理時，一二級的廢舊木材的處理方式有二次加工成木肩板、纖維板或各種家具，三四級的廢舊木材則作為工業(yè)燃料用于鍋爐發(fā)電，處理方式較為簡單、粗放。而在陶粒生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，以廢舊木材作為模板經(jīng)浸陶瓷料、干燥和燒成工藝生產(chǎn)輕質(zhì)陶粒的應(yīng)用技術(shù)研究尚未廣泛開展。
[0003]陶粒作為建筑材料在道路鋪設(shè)、墻體施工和石油壓裂支撐等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。陶粒的形狀、粒度和密度對陶粒功能的實(shí)現(xiàn)有著顯著的影響。而目前調(diào)控陶粒尺寸、形狀和密度的方法非常有限:通過生陶粒的大小控制陶粒尺寸和形狀;在陶粒內(nèi)部引入一些孔洞來調(diào)控密度，即通過加熱過程中氣體分解后在陶粒內(nèi)部產(chǎn)生孔洞來實(shí)現(xiàn)。在此燒結(jié)過程中，孔洞的形成會對陶粒的形狀，尤其是球形度有不利的影響，在調(diào)控密度和球形度方面非常難以兼顧。而球形度好、密度小的陶粒球在應(yīng)用時可大幅度降低施工成本、輸送阻力和能源消耗。
[0004]傳統(tǒng)的制造輕質(zhì)陶粒的方法是利用粘土、頁巖或粉煤灰等可燒脹原料加水?dāng)嚢琛⒊汕?，再利用可燒脹原料在高溫下膨化的特點(diǎn)經(jīng)燒成制得輕質(zhì)陶粒產(chǎn)品，多呈次圓狀、次棱角狀等形狀。輕質(zhì)陶粒的原料必須是燒脹原料，而這種原料在自然界不多，這需要從添加劑入手來制得輕質(zhì)陶瓷，添加劑的種類、加入方式和成球工藝會導(dǎo)致工藝的復(fù)雜性和產(chǎn)品性能的不穩(wěn)定性。采用預(yù)加粒狀模板并經(jīng)浸料、干燥和燒成的工藝來生產(chǎn)輕質(zhì)陶粒時，模板燒除后陶粒的圓度、表面光滑度和尺寸等方面出現(xiàn)可控性差的缺點(diǎn)，這就需要選擇恰當(dāng)?shù)哪０宀牧?、合適的模板尺寸以及與之匹配的陶粒原料和工藝條件。但到目前為止，相關(guān)研究工作開展的較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種利用廢舊木材粒生產(chǎn)輕質(zhì)陶粒球的方法，即將廢舊木材粒經(jīng)氨水溶液處理后放入陶瓷漿料中浸漿，經(jīng)干燥后燒成來生產(chǎn)輕質(zhì)陶粒球，即利用木材在高溫下分解、陶瓷液相燒成以及高溫下氣體釋放的協(xié)同作用來實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)陶粒球的生產(chǎn)，其特征包括以下步驟:
(I)先將廢舊木材加工成4~8_ X 4~8_ X 4?8mm的木材粒，再將木材粒放入氨水質(zhì)量百分比為5%的氨水溶液中，并在100?110°C下處理12?18h后用水洗滌，得到處理后的木材粒；
(2 )配制含經(jīng)步驟(I)得到的處理后的木材粒、長石、石英、玻璃粉、碳化硅粉、高嶺土、氧化鎂、水的質(zhì)量比為0.75-3 = 50:31:25:0.1-0.3:10:2:90的陶瓷漿料，在行星球磨機(jī)上球磨2小時后，將木材粒取出并于80?110°C下干燥12小時，得到浸陶瓷料的木材粒；
(3)將經(jīng)步驟(2)得到的浸陶瓷料的木材粒以每分鐘6°C的速度升溫至1170°C，保溫15?30分鐘后隨爐冷卻，即得到輕質(zhì)陶粒球。
[0006]其中，步驟(I)中廢舊木材的種類為杉木、松木或楊木。木材粒的大小可以調(diào)控陶粒球的尺寸和密度。加工的木材粒的形狀為方形，最優(yōu)的木材粒形狀為立方形。步驟(I)中木材粒與氨水質(zhì)量濃度為5%的氨水溶液的質(zhì)量比為1:50?1:10，最優(yōu)的質(zhì)量比值為1:25。步驟(2)中添加的碳化硅粉在高溫下會釋放出氣體并在陶粒內(nèi)產(chǎn)生氣孔，可以調(diào)控陶粒球的密度。步驟(2)的陶瓷漿料在取出木材粒后還可以再次使用，即再在陶瓷漿料中加入經(jīng)步驟(I)制備的木材粒，依次經(jīng)步驟(2)所提到的球磨和干燥過程、步驟(3)所提及的燒成過程生產(chǎn)輕質(zhì)陶粒球，如此重復(fù)可以使用多次，直至燒成的輕質(zhì)陶粒球表面不能夠形成連續(xù)球體為止。
[0007]本發(fā)明的有益效果在于:
(1)作為浸料模板的廢舊木材粒的尺寸較小，對廢舊木材原料的尺寸要求非常低，可望提供一種廢舊木材的有效處理方式，屬于廢舊木材回收利用資源化處理技術(shù)的范疇；
(2)在浸料過程中，陶瓷漿料可以進(jìn)入氨水處理的木材粒內(nèi)部，木材粒吸附的陶瓷料數(shù)量多，在高溫?zé)蓵r木材粒發(fā)生分解，陶瓷料能夠保證陶粒球表面的連續(xù)性，也保障陶粒球形狀的連續(xù)性；
(3)浸陶瓷料的木材粒經(jīng)干燥后可以直接進(jìn)入燒成環(huán)節(jié)，減少了傳統(tǒng)陶粒的成球工藝，簡化了陶粒球的生產(chǎn)工藝；
(4)陶粒球的形狀可以通過陶粒球燒成過程中陶瓷液相生成后自發(fā)成球的原理保障球形的形狀，廢舊木材粒的形狀對燒成后的陶粒球形狀影響較小，只需加工成4?8mm X 4~8mmX 4?8mm的方形木材粒即可，因此大幅度降低了廢舊木材粒的加工難度；
(5)陶粒球的密度可通過廢舊木材粒的大小和碳化硅粉的用量來方便調(diào)控；
(6 )陶粒球的大小也可以通過廢I日木材粒的尺寸來方便調(diào)控。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1
(I)先將廢舊杉木材加工成4mm X 4mm X 4mm的木材粒，再將木材粒放入氨水質(zhì)量比為5%的氨水溶液中，使木材粒與氨水溶液的質(zhì)量比為1:25，再于110°C下處理12h后用水洗滌，得到處理后的木材粒；
(2 )配制含經(jīng)步驟(I)得到的處理后的木材粒、長石、石英、玻璃粉、碳化硅粉、高嶺土、氧化鎂、水的質(zhì)量比為0.75:50:31:25:0.2:10:2:90的陶瓷漿料，在行星球磨機(jī)上球磨2小時后，將木材粒取出并于80°C下干燥12小時，得到浸陶瓷料的木材粒；
(3)將經(jīng)步驟(2)得到的浸陶瓷料的木材粒以每分鐘6°C的速度升溫至1170°C，保溫30分鐘后隨爐冷卻，即得到輕質(zhì)陶粒球。
[0009]與步驟(I)加工的4mm X 4mm X 4mm的木材粒相比，經(jīng)步驟(2)后得到的浸陶瓷料的木材粒質(zhì)量增加38%。經(jīng)步驟(3)后得到的輕質(zhì)陶粒球粒度均勻、球形度高，平均密度為0.77g/cm3，平均粒度為3.18mm,平均吸水率為37.0%。
[0010]實(shí)施例2
(I)先將廢舊松木材加工成8_ X 8mm X 8mm的木材粒，再將木材粒放入氨水質(zhì)量百分比為5%的氨水溶液中，使木材粒與氨水溶液的質(zhì)量比為1:25，再于100°C下處理12h后用水洗滌，得到處理后的木材粒；
(2 )配制含經(jīng)步驟(I)得到的處理后的木材粒、長石、石英、玻璃粉、碳化硅粉、高嶺土、氧化鎂、水的質(zhì)量比為3:50: 31: 25:0.2:10: 2