[发明专利]一种低碳质烧失量陶粒制备工艺

说明书

技术领域

本发明公开一种低碳质烧失量陶粒制备工艺，是对现有陶粒烧结方法的改进，属于建筑材料生产技术领域。

背景技术

吉林省桦甸市、农安县油页岩储量十分丰富，已探明储量达分别约为1695亿t，居全国前列。围绕这一资源，桦甸市规划设计了集采掘、炼油、发电、建材于一体的油页岩综合开发项目。其中桦甸市油页岩示范电厂，是我国利用低热值燃料油页岩，通过低倍率循环流化床锅炉发电、供热。该电厂年排油页岩灰、渣近50万t。多年排放积存量很大。另外珍珠岩尾矿，九台市三台子矿现积存量约为千万吨，凝灰岩白山市储量丰富，尚未开发。

油页岩灰渣、珍珠岩尾矿的排放占用大量土地的同时，还严重污染环境。因此，研究油页岩灰渣、珍珠岩尾矿陶粒、陶砂是有效利用灰渣的途径之一。灰渣陶粒作为人造轻集料，可广泛应用于建筑、桥梁等轻质混凝土；火电厂烟囱浇注料；无土栽培、窑炉保温等。

现有技术的油页岩渣陶粒公开发表的中国专利，是以箱式电炉焙烧，做扩大试验也是在采用现有的回转窑在氧化气氛下焙烧。不足是：由于在氧化气氛下烧制，使其形成较厚的烧结体砖红色氧化外壳，因此使得产品密度大，吸水率较大。配方中要有足够的碳含量以备焙烧过程中的氧化，需要加入10%～30%的发泡剂（发气材料），另外为使焙烧过程的发泡效果好一些，还需加入稳定剂1%～3%。不足是配方成分较复杂。在普通的箱式电炉内，以匣钵的形式，焙烧不出300级、400级陶粒。

为在氧化气氛下使陶粒烧胀，外壳被氧化后内心仍能有剩余的碳质保证烧胀，所以陶粒配方的碳质烧失量必须≥5%，工业化生产页岩陶粒原料碳质烧失量范围要求在7%～12%才能满足现有技术的单节或双节回转窑在氧化气氛下烧胀成500级以下陶粒。

在生产上，由于在氧化气氛下烧制，使其形成较厚的砖红色氧化烧结体外壳，因此使得产品密度大，吸水率较高。一般5mm以上颗粒较易被烧制，而5mm以下颗粒烧成后由于氧化外壳占据大部分体积，密度增大，2mm以下颗粒，因颗粒小，碳质很快被氧化挥发不能发泡，多数成了实心烧结体颗粒，因基本不膨胀密度在700kg/m³以上。现有的页岩陶粒厂都是以烧制陶粒同时带出小颗粒陶砂，若是专门烧制陶砂，由于颗粒小，空隙小、在窑内流动发滞，由于明焰有强烈的助燃风，不易加入隔离剂，使一部分料表面过烧熔融而相互粘结成团，甚至滚成长龙。目前为止，对于5mm以下颗粒以现有技术的氧化法很难专业化烧制陶砂；但目前市场上，陶砂比陶粒经济效益好，所以能专业化生产陶砂有着重要意义。

发明内容

本发明公开一种低碳质烧失量陶粒制备工艺，解决了现有氧化气氛下烧制的陶粒密度大的缺欠，能够烧制出超轻陶粒、陶砂产品。

本发明提供的低碳质烧失量陶粒制备工艺，包括以下步骤：

1）各系列陶粒或陶砂生料球的制备，要求其碳质烧失量≥1.5；

①凝灰岩:将灰岩原料破碎成0.5～20mm颗粒；

②油页岩渣圆球型造粒:按质量份数比将油页岩渣（70～85）：粘土（15～30）混合后进行干式粉磨，细度为0.08mm筛余15%～20%；加水（17～22）份，进行成球盘喷雾造粒，得粒径为0.5～15mm陶粒或陶砂生料球，烘干待用；

③油页岩渣圆球型造粒:按质量份数比将油页岩渣（70～75）：页岩（25～30）混合后进行干式粉磨，细度为0.08mm筛余15%～20%；加水（17～22）份，进行成球盘喷雾造粒，得粒径为0.5～15mm陶粒或陶砂生料球，烘干待用；

④珍珠岩尾矿造粒：按质量份数比将珍珠岩尾矿（64～73）：页岩（25～35）：碳化硅（1.5～2）：水（40～43）进行湿式粉磨，细度控制在0.08mm筛余2%～5%；采用喷雾塔造粒，粒径为0.1～1mm，烘干待用；

2）焙烧工序：

利用中国专利200910067359.X公开的内螺旋筒式回转窑炉还原气氛条件下进行烧胀；

将步骤1）制备的陶粒或陶砂生料球烘干，烘干温度为150～300℃，并按100:（20～40）质量比拌入隔离粉；隔离粉选用滑石粉或生石灰；还原气氛下进入内螺旋筒式回转窑炉中，在内螺旋回转筒内从预热带向烧胀带流动，进行预热、烧结、烧胀得烧胀陶粒或陶砂；

预热温度梯度为500～700℃，预热时间10～12min；

烧结温度梯度800～1000℃,时间5～8min；

烧胀温度梯度1000～1150℃,时间3～5min；