一种渣土免烧陶粒及其制备方法与流程

本发明属于建筑材料，具体涉及一种渣土免烧陶粒及其制备方法。

背景技术：

1、专利cn104710156b提出一种轨道盾构渣土免烧免蒸陶粒及其制备方法，使用盾构渣土作为主要材料，配合水泥、石灰、脱硫石膏、粉煤灰等材料制成陶粒，渣土控制含水率5%以下，且粒径0.16mm以下，但工艺较为复杂、工艺成本较高。专利cn114716255a提出一种盾构渣土烧制陶粒改良剂及盾构渣土烧结陶粒方法，使用尿素甲醛树脂、碳酸钙、硫酸钙、膨润土制成改良剂，再将改良剂加入盾构土中搅拌形成改善渣土，后制成生料球再进行烧制得陶粒，烧制过程中需先预热，控制升温速率并在1150℃高温下烧制才可得陶粒制品，工艺较为复杂且能耗较高，不利于大批量资源化生产。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种渣土免烧陶粒，以渣土为主要原材料，利用多类固废制备而成。具体技术方案是：

2、一种渣土免烧陶粒，包括内部核心和包覆外壳，其中，内部核心包括混合料和外加剂。

3、进一步地，外加剂占混合料的重量的1%-10%，示例性地，外加剂占混合料的重量的1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或其中的任意两者组成的范围。

4、优选地，外加剂占混合料的重量的2%-8%。

5、进一步地，混合料包括：渣土、胶凝材料、辅助材料。

6、进一步地，外加剂包括：活性剂、激发剂、早强剂、脱水剂、分离剂和均化剂。

7、优选地，外加剂包括以下重量份的组分：活性剂20-85份、激发剂1-15份、早强剂1-12份、脱水剂0.5-10份、分离剂0.5-8份、均化剂0.1-7份。

8、示例性地，活性剂为20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、80份、85份或其中的任意两者组成的范围；激发剂为1份、5份、10份、15份或其中的任意两者组成的范围；早强剂为1份、5份、8份、10份、12份或其中的任意两者组成的范围；脱水剂为0.5份、1份、5份、10份或其中的任意两者组成的范围；分离剂为0.5份、1份、5份、8份或其中的任意两者组成的范围；均化剂为0.1份、1份、3份、5份、7份或其中的任意两者组成的范围。

9、进一步优选地，外加剂包括以下重量份的组分：活性剂25-80份、激发剂2-8份、早强剂2-8份、脱水剂1-5份、分离剂1-5份、均化剂1-5份。

10、进一步地，活性剂选自硅灰、高钙粉煤灰、石英砂中的一种或多种。

11、优选地，活性剂选自高钙粉煤灰、石英砂中的一种或多种。

12、进一步地，活性剂的粒度为200-1000目。

13、优选地，活性剂的粒度为300-400目。

14、进一步地，激发剂选自硫酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙、硅酸钠中的一种或多种。

15、优选地，激发剂选自氢氧化钠、硅酸钠中的一种或两种。

16、进一步优选地，激发剂为氢氧化钠和硅酸钠的混合物。

17、进一步地，激发剂中氢氧化钠和硅酸钠的重量比为1:0.5-3.5。示例性地，氢氧化钠和硅酸钠的重量比为1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5或其中的任意两者组成的范围。

18、优选地，激发剂中氢氧化钠和硅酸钠的重量比为1:1-2。

19、进一步地，早强剂选自石膏、脱硫石膏、碳酸钙、三乙醇胺、铝酸钙中的一种或多种。

20、进一步地，脱水剂选自聚丙烯酰胺、十二水硫酸铝钾、氯化铝、聚合氯化铁中的一种多种。

21、进一步地，分离剂选自酒石酸、‌烷基苯酚聚酸钠、甲基硅酸钠、硬脂酸钙中的一种或多种。

22、进一步地，均化剂选自纤维素醚、木质素、萘磺酸盐甲醛缩合物、聚羧酸中的一种或多种。

23、进一步地，外加剂的制备方法为：将活性剂、激发剂、早强剂、脱水剂、分离剂、均化剂混合后，粉磨至粒径≤0.075mm，即可。

24、进一步地，混合料包括以下重量份的组分：渣土10-80份、胶凝材料5-20份、辅助材料10-30份。示例性地，渣土为10份、20份、30份、40份、50份、60份、70份、80份或其中的任意两者组成的范围；胶凝材料为5份、10份、15份、20份或其中的任意两者组成的范围；辅助材料为0份、10份、20份、30份、40份、50份或其中的任意两者组成的范围。

25、进一步地，渣土选自盾构渣土、工程渣土、建筑渣土、河湖淤泥中的一种或多种。

26、进一步地，胶凝材料选自硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、矿渣水泥、电石渣、生石灰、废石灰中的一种或多种。

27、进一步地，辅助材料选自为粉煤灰、石英尾泥、硅泥、矿渣、混凝土粉末、偏高岭土、瓷土、火山灰土中的一种或多种。

28、本发明的另一目的，提供一种渣土免烧陶粒的制备方法，包括如下步骤：

29、s1、混合渣土、胶凝材料、辅助材料和外加剂，制得内部核心材料；混合胶凝材料和辅助材料，制得包覆外壳材料；

30、s2、内部核心材料通过挤压造粒或者圆盘造粒的成型工艺制得陶粒球心；

31、s3、将包覆外壳材料包覆于陶粒球心的表面，得到陶粒生坯；

32、s4、通过养护制得渣土免烧陶粒。

33、进一步地，s1步骤中，包覆外壳材料占内部核心材料重量的1-5%。

34、进一步地，s1步骤中，包覆外壳材料中，胶凝材料和辅助材料的重量比为（1-5）：（5-8）；示例性地，胶凝材料和辅助材料的重量比1:5、1:6、1:7、1:8、3:5、3:6、3:7、3:8、5:5、5:6、5:7、5:8或其中的任意两者组成的范围。

35、进一步地，s1中，还包括如下步骤：内部核心材料送入消解仓进行消解，然后进入粉混系统进行分散。

36、进一步地，消解时间为1-3h。

37、进一步地，s2步骤中，补充1-20%的水分，以便更好的造粒。

38、进一步地，s4步骤中，养护包括预养护和蒸压养护。

39、进一步地，s4步骤中，预养护温度为20-80℃，养护湿度为20-95%，养护时间为1-24h。

40、进一步地，s4步骤中，蒸压养护的反应温度为150-200℃，反应压力为0.5-1.0mpa，反应时间为5-8h。

41、本发明的有益效果是：

42、1）本发明以混合料（渣土、凝胶材料、辅助材料）、外加剂制备陶粒的内部核心，外加剂由活性剂、激发剂、早强剂、脱水剂、分离剂及均化剂复配而成，能够释放渣土内部结合水，使渣土、辅助材料、凝胶材料均匀分散，释放渣土内部活性，从而获得筒压强度高、吸水率小的陶粒，实现渣土高效资源化利用。

43、2）本发明通过加入外加剂，用于渣土原料的分散，通过其中早强剂、脱水剂、分离剂及均化剂的共同作用，释放渣土内部结合水，使得渣土颗粒与辅助材料、胶凝材料均匀分散，有效控制混合料的粒径分布，进一步释放渣土内部活性；结合活性剂及激发剂的作用，一方面，补充渣土内部硅质活性为后端水热合成提供晶种，能够加速水热产物的合成从而提升产品性能；另一方面，通过激发剂促进渣土内部硅质活性，使得渣土内部不易参与反应的惰性二氧化硅得到激发，从原料端改善渣土活性，使制备的陶粒筒压强度高、吸水率小，所得陶粒能作为高品质建材制品，有效实现渣土的高效资源化利用。

44、3）本发明直接利用渣土，在配合外加剂的条件下实现渣土改性，无需对渣土做过多处置，通过后端整体工艺设备及条件的调控，利用免烧技术制备出高强渣土陶粒，实现渣土的大批量资源化利用，推动渣土资源化处置，为城市渣土的固废资源化利用提出新路径。

45、4）本发明利用粉煤灰、矿渣等固废协同处置渣土，利用水热固化技术，通过消解粉混、包膜覆壳、预养护等方法提高物料分散反应，改善陶粒初坯强度，提升制品水热反应程度，控制生产成本，降低全流程工艺能耗，制备出性能优异的建材制品。