一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒及其制備方法，通過分步噴入5％～25％的硫酸鉀溶液，干燥時溶解于水中的鉀離子隨著水分向表面擴散富集于生料球表面殼層，燒成過程中表面層的鉀離子與其它物質(zhì)反應(yīng)形成易熔物質(zhì)，起到助燒結(jié)劑的作用，生料球的表面層以下助燒結(jié)劑中鉀離子含量很低，在表面層燒結(jié)溫度下燒成的陶粒，吸水率較小，但表面層以下核心區(qū)域未燒結(jié)密度較低，最終得到吸水率小同時整體密度低的輕質(zhì)陶粒。本發(fā)明解決了陶粒既要求吸水率小、強度高，又要求容重小的問題。本發(fā)明硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法工藝簡單，操作安全，可大批量生產(chǎn)，且成本低。
【專利說明】一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑新材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒及 其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 陶粒是以粘土，工業(yè)廢渣、廢料、尾礦、低質(zhì)頁巖等為原料，添加少量粘結(jié)劑和添加 齊?，經(jīng)過混合、成球高溫?zé)Y(jié)等傳統(tǒng)工藝過程而制成輕骨料，其具有容重輕、強度高、導(dǎo)熱性 低、耐火度較高、保溫防凍抗腐蝕、抗沖擊、抗震、耐磨無放射物（無有害物）等特點，是一種 優(yōu)質(zhì)的綠色建筑材料。由于陶粒的吸水性能嚴(yán)重影響了陶粒混凝土的和易性和膠結(jié)能力， 所以需要添加易燒結(jié)礦物、廢渣等燒結(jié)助劑來提高陶粒的燒結(jié)程度，減小陶粒的吸水率。燒 結(jié)助劑與原料混合均勻，降低了陶粒的燒結(jié)溫度，使陶粒致密，同時增大了陶粒比重，降低 了陶粒的隔熱隔音效果而限制了陶粒的使用。燒脹陶粒雖然解決了陶粒的吸水率和隔熱隔 音的問題，但是要求其生產(chǎn)原料必須是可燒脹原料，這種原料在自然界中很少，再一方面陶 粒生產(chǎn)是在高溫下膨化而形成的中空球體，能耗較高、陶粒強度不高，由原料的性能來保證 產(chǎn)品性能和尺寸，工藝難控制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，提供一種硫酸鉀表面助燒結(jié) 的輕質(zhì)陶粒及其制備方法，具有表面燒結(jié)致密，整體密度低，吸水率小，強度高，制備工藝簡 單的優(yōu)點。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒制備方法，采用以下技術(shù)方 案：包括以下步驟：
[0005] 1)取原料以質(zhì)量百分比計：0% -65%的粉煤灰、35% -95%的粘土、0?65%的陶 瓷廢料和〇?65%的粘土尾礦；將原料混合后進(jìn)行球磨、干燥和研細(xì)處理后得坯料備用；其 中顆粒度小于65 μ m的坯料占坯料總質(zhì)量的90%以上；
[0006] 2)將步驟1)制備的坯料和成孔劑以質(zhì)量比100 : (5?20)混合，得到混合料；
[0007] 3)將步驟2)制備的混合料進(jìn)行成球處理獲得生料球，且在成球處理中將濃度為 5 %?25 %的硫酸鉀水溶液噴至混合料上，獲得的生料球中硫酸鉀水溶液的含量占生料球 總質(zhì)量的8?15% ;
[0008] 4)將步驟3)得到的生料球進(jìn)行過篩處理，并干燥，得到干燥生料球；
[0009] 5)將步驟4)得到的干燥生料球在900?1200°C下進(jìn)行燒成處理3?5小時，后 冷卻得到硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒。
[0010] 所述的步驟2)中成孔劑為煤粉，顆粒度小于0. 125_。
[0011] 步驟3)中硫酸鉀水溶液為間歇式噴灑。
[0012] 所述的步驟3)中成球過程中，根據(jù)成球狀況以間歇式加入混合料。
[0013] 所述的步驟3)中成球處理的設(shè)備為糖衣機。
[0014] 所述的步驟5)中燒成處理的設(shè)備為回轉(zhuǎn)窯。
[0015] 一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒：其表面燒結(jié)致密，內(nèi)部未燒結(jié)呈多孔狀，吸水 率小于 5%，容重為 802. 94 ?1351. 72Kg/m3。
[0016] 一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒制備方法具有以下的有益效果：相比較現(xiàn)有 技術(shù)，通過將硫酸鉀助燒結(jié)劑以噴灑的形式加入，且硫酸鉀溶液濃度為5%?25%，鉀以鉀 離子的形式存在于溶液中，干燥時濕生料球中溶解于水中的鉀離子隨水分向生料球表面擴 散，水分被蒸發(fā)后鉀離子富集于生料球表面殼層，燒成過程中表面層的鉀離子與其它物質(zhì) 反應(yīng)形成易熔物質(zhì)，在900?1200°C熔融，促進(jìn)表面層燒結(jié)，起到助燒結(jié)劑的作用。生料球 的表面層以下助燒結(jié)劑中鉀離子含量低，在表面層燒結(jié)溫度下燒成的陶粒，吸水率較小，但 表面層以下核心區(qū)域未燒結(jié)密度較低，最終得到吸水率小同時整體密度低的硫酸鉀表面助 燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒。所采用的燒結(jié)助劑硫酸鉀成本低，加入量易控制。本發(fā)明硫酸鉀表面助 燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法具有工藝簡單，操作安全，可大批量生產(chǎn)，且成本低等優(yōu)點。
[0017] 制得的一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒，表面燒結(jié)致密，內(nèi)部未燒結(jié)呈多孔狀， 整體密度低；陶粒強度高，容重小，具有良好的隔熱隔音效果。制得的硫酸鉀燒結(jié)助劑主要 在KKKTC?1200°C起助燒結(jié)作用，且高溫硫酸根分解可在陶粒中形成孔洞而降低陶粒密 度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明方法的工藝流程圖；
[0019] 圖2為實施例12所制備的陶粒斷面微觀結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021] 參見圖1和2, 一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒制備方法包括以下步驟：
[0022] 1)取原料以質(zhì)量百分比計：0% -65%的粉煤灰、35% -95%的粘土、0?65%的陶 瓷廢料和〇?65%的粘土尾礦；將原料混合后進(jìn)行球磨、干燥和研細(xì)處理后得坯料備用；其 中顆粒度小于65 μ m的坯料占坯料總質(zhì)量的90%以上；
[0023] 2)將步驟1)制備的坯料和顆粒度小于0. 125mm的成孔劑以質(zhì)量比100 : (5?20) 混合，得到混合料；
[0024] 3)將步驟2)制備的混合料放入糖衣機中進(jìn)行成球處理獲得生料球，成球過程中， 根據(jù)成球狀況以間歇式加入混合料，且在成球處理中將濃度為5%?25%的硫酸鉀水溶液 間歇式噴至混合料上，獲得的生料球中硫酸鉀水溶液的含量占生料球總質(zhì)量的8?15% ;
[0025] 4)將步驟3)得到的生料球進(jìn)行過篩處理，并干燥，得到干燥生料球；
[0026] 5)將步驟4)得到的干燥生料球放入回轉(zhuǎn)窯中在900?1200°C下進(jìn)行燒成處理 3?5小時，后冷卻得到硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒。
[0027] -種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒，其表面燒結(jié)致密，內(nèi)部未燒結(jié)呈多孔狀，吸水 率小于 5%，容重為 802. 94 ?1351. 72Kg/m3。
[0028] 所述的成孔劑為煤粉。
[0029] 表1為實施例1至實施例12中各個組分的添加含量及燒成時間、溫度和制得物質(zhì) 的吸水率和容重。 [0030]表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 取原料以質(zhì)量百分比計：〇% -65%的粉煤灰、35% -95%的粘土、O?65%的陶瓷廢 料和O?65%的粘土尾礦；將原料混合后進(jìn)行球磨、干燥和研細(xì)處理后得坯料備用；其中顆 粒度小于65 ii m的坯料占坯料總質(zhì)量的90%以上； 2) 將步驟1)制備的坯料和成孔劑以質(zhì)量比100 : (5?20)混合，得到混合料； 3) 將步驟2)制備的混合料進(jìn)行成球處理獲得生料球，且在成球處理中將濃度為5%? 25%的硫酸鉀水溶液噴至混合料上，獲得的生料球中硫酸鉀水溶液的含量占生料球總質(zhì)量 的8?15% ; 4) 將步驟3)得到的生料球進(jìn)行過篩處理，并干燥，得到干燥生料球； 5) 將步驟4)得到的干燥生料球在900?1200°C下進(jìn)行燒成處理3?5小時，后冷卻 得到硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法，其特征在 于：所述的步驟2)中成孔劑為煤粉，顆粒度小于0. 125mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法，其特征在 于：步驟3)中硫酸鉀水溶液為間歇式噴灑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法，其特征在 于：所述的步驟3)中成球過程中，根據(jù)成球狀況以間歇式加入混合料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法，其特征在 于：所述的步驟3)中成球處理的設(shè)備為糖衣機。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒的制備方法，其特征在 于：所述的步驟5)中燒成處理的設(shè)備為回轉(zhuǎn)窯。
7. 權(quán)利要求1所述的制備方法制得的硫酸鉀表面助燒結(jié)的輕質(zhì)陶粒，其特征在于：其 表面燒結(jié)致密，內(nèi)部未燒結(jié)呈多孔狀，吸水率小于5%，容重為802. 94?1351. 72Kg/m3。
【文檔編號】C04B38/06GK104311125SQ201410513735
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】何選盟, 任強, 武秀蘭, 劉輝, 李軍奇 申請人:陜西科技大學(xué)