[发明专利]人工轻质集料及其制造方法

说明书

本发明涉及一种将由燃煤发电厂的燃煤锅炉及诸如此类所产生的粉煤灰回收后，用作建筑物及公共工程中使用的人工轻质集料，从而有效利用这种粉煤灰的方法，还涉及由上述方法制成的人工轻质集料。

有效利用由燃煤发电厂的燃煤锅炉及诸如此类所产生的粉煤灰目前仍是一个较大的难题。

在松散材料处理这方面，有效利用粉煤灰，将其用作大量需要的人工轻质集料是非常适合的。

然而，将由燃煤发电厂的燃煤锅炉所产生的粉煤灰通过烧结过筛法，使部分成分形成集料，从而将粉煤灰用作集料，迄今仍是很受限制的。

其原因在于，对于燃煤发电厂的燃煤锅炉及诸如此类，为了减少粉煤灰粘结到锅炉管或锅炉壁上，选择和使用了可产生高熔点粉煤灰的煤。即，由燃煤发电厂的燃煤锅炉及诸如此类所产生的粉煤灰通常是高熔点的，为了由这种粉煤灰生成轻质集料，就必须将这种粉煤灰与大量低熔点的粘土或页岩混合并焙烧。获得大量的这种粘土和页岩是很困难的。而且，开采、运输、预处理和混合这种粘土和页岩需要较大的花费。因此，增加了人工轻质集料的制造成本。而且，由于每单位制品的粉煤灰利用率低，那么，从有效利用粉煤灰这方面来看，这种利用是不理想的。特别是，利用粉煤灰制造的人工轻质集料的绝对干燥比重约为1.2～1.4，而制造绝对干燥比重为1.0～05的轻人工轻质集料的技术不存在。因此，这种利用是有限的。

本发明的一个目的是提供一项技术，它通过添加一种很容易获得的低成本的添加剂，以便在较低温度下，以较低成本制造一种高比强度，高质量的人工轻质集料。

进而，本发明的一个目的是通过减少添加剂的使用量，从而增加每单位制品粉煤灰的利用率，这样增加了粉煤灰的利用效率。

再有，本发明的一个目的是增加其轻质度，从而提供一种极轻的人工轻质集料，从而扩展其用途。

使由燃煤锅炉产生的粉煤灰与一种降低熔点作用剂、一种烧结剂和一种发泡剂混合以获得一种混合物，粉碎该混合物，这样平均粒径至多15微米，因此获得一种粉状制品，给该粉状制品加水并进行造粒以获得颗粒，然后在一个转窑中，在1000℃至1250℃的温度范围内焙烧，以得到1.0～0.5的绝对干燥比重颗粒的步骤来制造本发明的人工轻质集料。而且，本发明的制造人工轻质集料的方法包括：使由燃煤锅炉产生的粉煤灰与一种降低熔点作用剂、一种烧结剂和一种发泡剂或者一种调节还原程度的材料混合以获得一种混合物，粉碎该混合物，这样平均粒径至多15微米以获得一种粉状制品，给该粉状制品加水并进行造粒以获得颗粒，然后在一个转窑中，在1000℃至1250℃的温度范围内，焙烧颗粒。这里，在焙烧之前可以进行干燥。

发泡剂包括氧化铁，该氧化铁含量使得粉煤灰中Fe₂O₃的含量范围以重量百分比计占1％～10％，还包括含量范围以重量百分比计占粉煤灰的0.2％～10％的含碳材料，和含量范围以重量百分比计占粉煤灰的0％～1％的碳化硅。特别是，在焙烧以得到1.0～0.5的绝对干燥比重的情况下，最好添加氧化铁，该氧化铁含量使得粉煤灰中Fe₂O₃的含量范围以重量百分比计占3％～10％，含量范围以重量百分比计占粉煤灰的0.1％～1％的碳化硅，和含量范围以重量百分比计占粉煤灰的0.2％～10％的含碳材料。典型的含碳材料是煤或焦炭。

通过将一种碱金属化合物与粉煤灰混合，使得Na₂O和K₂O的总量以重量百分比计分别或均在30％～50％的范围内，在1000℃～1200℃的温度范围内加热和熔化该混合物以形成一种玻璃状物，然后冷却和破碎上述玻璃状物，从而制成降低熔点作用剂。

然后，降低熔点作用剂最好添加到粉煤灰中，使得Na₂O和K₂O的总量范围以重量百分比计，占焙烧制品的2％～6％。在此，碱金属化合物最好是碳酸钠或碳酸钾。

还原程度调节材料是用来调节集料内部的还原程度，它最好由含量范围以重量百分比计占粉煤灰的0.2％～10％的含碳材料制成。典型的含碳材料是煤或焦炭。