以粉煤灰制作人造膨胀蛭石的方法
技术领域
本发明涉及无机非金属材料生产工艺技术领域，具体涉及一种以粉煤灰制作人造膨胀蛭石的方法。
背景技术
蛭石是一种层状结构的、含镁的水铝硅酸盐次生变质矿物，经高温焙烧其体积可迅速膨胀6～20倍，具有很强的保温隔热性能。把膨胀蛭石铺于楼顶，可以起到很好的隔热保温效果，使楼舍冬暖夏凉。用蛭石砖砌成高层建筑的隔墙板，可以起到隔音、防火、防潮等作用，又可减轻楼体负荷。
膨胀蛭石可以作为种子保存剂、土壤调节剂、湿润剂、植物生长剂用于温室大棚内，具有疏松土壤，透气性好，吸水力强，温度变化小等特点，有利于作物的生长，还可减少肥料的投入。在刚刚兴起的无土栽培技术中，它是必不可少的原料。
鉴于膨胀蛭石的上述特点，我们的人造膨胀蛭石必须具有高孔隙率、高吸水率、高活性。还要有一定的强度，不能在运输中破碎、见水后风化。
粉煤灰作为我国当前排放量较大的工业废渣之一，主要是火力发电厂燃煤烟气中产生收集而成。粉煤灰的主要成分是二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化铁、氧化钛等组成，同时含有少量玻璃体和微量的未燃尽的碳分，由于粉煤灰的容重比较轻，容易形成扬尘不好储存，同时容易污染土壤，破环环境。粉煤灰的存量和产生量巨大，如何对粉煤灰进行综合利用，实现工业化生产和变废为宝是作为生产制造企业的很重视的问题，目前粉煤灰根据标准的不同主要有以下几个方面的用途：一、用作水泥填料作高标号混凝土，二、生产水泥加气砌块，三、生产微珠、漂珠、制作保温材料及填料等等。根据粉煤灰的成分分析通过添加玻璃相组分，通过混料研磨、布料、烧成、破碎等干法工艺可以用于生产人造膨胀蛭石。
粉煤灰制备人造膨胀蛭石，由于粉煤灰成份多为煤系高岭土，耐火度较高，不易烧结。而要使人造膨胀蛭石具有高孔隙率、高吸水率、高活性，必须加入成孔剂和助熔剂，而成孔剂容易使人造膨胀蛭石强度降低，助熔剂虽然能增加人造蛭石的强度，但同时也使人造蛭石活性降低。
发明内容
本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种以粉煤灰制作人造膨胀蛭石的方法，以解决常规工艺难以同时兼顾孔隙率、吸水率、活性、强度的技术问题。
本发明要解决的另一技术问题是，在以粉煤灰制备人造膨胀蛭石时，不易烧结。
本发明要解决的再一技术问题是，如何拓展粉煤灰的资源化利用方法。
为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：
以粉煤灰制作人造膨胀蛭石的方法，包括以下步骤：
1)取30～70重量份粉煤灰、15～50重量份类长石、2～8重量份辅料，粉碎至20～100目；其中，所述辅料选自以下成分的其中一种或其中若干种：重钙、白云石、滑石、菱镁矿、碎玻璃、废玻纤；
2)将步骤1)所得产物送入雷蒙磨机内，进行干法研磨，然后风选出粒径小于200目的颗粒，得到粉料；
3)将步骤2)所得粉料与15～35重量份成孔剂投入混料机内，进行干法混料，并增湿至含水率4％～10％(具体以适合压机使用为准)，得到配方料；
4)将步骤3)所得的配方料输送到自动压机压制成厚度为10～50mm的半成品；
5)对步骤4)所述半成品进行烧成。
作为优选，原料由粉煤灰、类长石、辅料、成孔剂组成，其中，粉煤灰、类长石、辅料、成孔剂在所述原料中所占的质量百分比分别为30～70％、15～50％、2～8％、15～35％。
作为优选，所述成孔剂选自以下成分的其中一种或其中若干种：煤泥、城市污泥、河道淤泥。
作为优选，步骤3)的混料过程为：先向混料机中加入15～35重量份成孔剂，然后喷入水，使成孔剂表面湿润，再加入步骤2)所得粉料，进行混料，让成孔剂表面裹上0.2～1.0mm厚的粉料。
作为优选，步骤3)所述的含水率为6％。
作为优选，步骤5)所述的烧成，是在辊道窑或遂道窑中进行的。
作为优选，步骤5)中烧成的温度为800～1000℃，烧成的时长为1～10小时。
作为优选，还包括以下步骤6)：步骤5)烧成后的产品经冷却后，破碎或切割成所需形状，得到成品。
作为优选，所述成孔剂需要根据膨胀蛭石所需的孔隙度和孔径加式成相似的颗粒。
作为优选，成孔剂的发热量小于烧成温度所需要的能耗。
作为优选，成孔剂的形状为：平均直径2～3mm的片状颗粒。
本发明提供了一种以粉煤灰制作人造膨胀蛭石的方法。该方法以粉煤灰为主料，添加类长石原料、辅料和成孔剂，通过干法制粉的加工工艺来实现粉煤灰生产人造膨胀蛭石的工艺技术要求。
本发明通过人工合成的方式，利用尾矿和工业固废生产出天然蛭石的替代产品，既解决了类长石尾矿和工业固废的存放问题，又解决了矿山因封山育林及资源枯竭造成的蛭石短缺问题。
本发明通过特殊的加工工艺以及合理的配方和烧成方法，保证了人造膨胀蛭石的孔隙率、吸水率、活性和强度。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。
本发明的整体技术方案如下：
(1)配料
原料为粉煤灰、类长石原料、辅料和成孔剂，其质量百分比为粉煤灰30-70％，类长石原料15-50％，辅料2-8％和成孔剂15-35％；由于粉煤灰是比较细的材料，因此在同等条件下会变得较轻和研磨的较细，因此类长石原料类的矿物必须经过破碎，将粉煤灰、类长石原料和辅料进行破碎至20-100目，这样可以实现物料的粒径搭配合理，提高研磨效率和物料的均匀性和分散性。
(2)研磨
将破碎后的粉煤灰和类长石原料混合辅料后放入连续式雷蒙磨内，进行干法研磨，然后风选出粒径小于200目的颗粒，得到粉料。
(3)成孔剂造粒
将成孔剂加工成与所平均直径2-3mm片状颗粒。
(4)混料
将步骤(2)得到的粉料含水率6％左右增湿至含水率6％左右再投入步骤(3)所得成孔剂混合均匀，使得成孔剂表面均匀的包裹一层步骤(2)所得的粉料，得到配方料。
(5)压型
将步骤(4)经过增湿后的所得的配方料用压机压制成10mm-50mm厚的板材。
(6)烧成
将步骤(5)得到的板，干燥后送入窑炉中烧成。
(7)破碎
将烧成后的板经冷却后，进行破碎或切割成所需形状，得到成品。
优选地，所述的类长石原料为长石、与长石成分近似的尾矿或工业固体废弃物中的一种或一种以上。
优选地，所述的辅料为重钙、白云石、滑石、菱镁矿、碎玻璃、废玻纤中的一种或一种以上。
优选地，所述的成孔剂为煤泥、城市污泥、河道淤泥中的一种或几种或者烧失量较大废弃材料。
优选地，成孔剂需要先加工成所需形状，颗粒大小根据孔隙大小决定。
优选地，步骤(2)中干法研磨时采用风选工艺风选出粒径小于200目的颗粒。采用风选工艺研磨过程中达到颗粒粒径要求的粉料能够立即被选出，尽可能的避免了研磨过程中的过磨现象，从而大幅降低了研磨所需能耗。
优选地，步骤(3)中混料后，成孔剂表面必须较均匀的包裹一层粉料，粉料厚度为0.2－1.0mm。
优选地，成孔剂的发热量须小于烧成温度所需要的能耗。
优选地，步骤(4)中所述的烧成温度为800－1000℃，烧成周期为1-10小时。
实施例1
粉煤灰制作人造膨胀蛭石的生产工艺，包括以下步骤：
(1)配料粗碎
原料为粉煤灰、类长石原料、辅料和成孔剂，其质量百分比为粉煤灰60％，类长石原料5％，辅料5％和成孔剂30％，将粉煤灰、类长石原料和辅料进行粗碎至20-100目，将粉煤灰、类长石原料和辅料进行粗碎至30目以下；
(2)研磨
将粗碎后的粉煤灰和类长石原料混合辅料后放入雷蒙磨机内，进行干法研磨，然后风选出粒径200目以下细粉料，所得粉料细度：类长石200目筛余1.5％，粉煤灰200目筛余1.5％，辅料200目筛余0.8％，得到粉料。
(3)成孔剂造粒
将成孔剂加工成直径10mm以下，厚度2mm左右片状颗粒。
(4)混料
将步骤(3)所得成孔剂按比例投入混料机内加水2％进行干法混料30秒，加入步骤(2)得到的粉料继续加水3％，在成孔剂表面包裹2mm左右粉料，得到配方料。
(5)压型
将步骤(4)所得到的配方料用100吨压机压制成100*200*10mm方块。
(6)烧成
将步骤(5)得到的方块放入辊道窑中，然后进行烧成，烧成温度为1000℃，烧成周期为1小时。；
所述的辅料为滑石和白云石，类长石原料为金矿浮选尾矿。
所述成孔剂为城市污泥和木质纤维素。
所述烧成窑炉为辊道窑。
实施例2
粉煤灰制作人造膨胀蛭石的生产工艺，包括以下步骤：
(1)配料粗碎
原料为粉煤灰、类长石原料、辅料和成孔剂，其质量百分比为粉煤灰50％，类长石原料15％，辅料9％，成孔剂26％，将粉煤灰、类长石原料和辅料进行粗碎至40目。
(2)研磨
将粗碎后的粉煤灰和长石类原料混合辅料后放入雷蒙磨机内，进行干法研磨，然后风选出粒径200目以下细粉料，所得粉料细度，类长石200目筛余0.5％，粉煤灰200目筛余1.4％，辅料200目筛余0.8％，得到粉料。
3)成孔剂造粒
将成孔剂加工成直径10mm以下，厚度2mm左右片状颗粒。
(4)混料
将步骤(3)所得成孔剂按比例投入混料机内加水2％进行干法混料30秒，加入步骤(2)得到的粉料继续加水5％，在成孔剂表面包裹3mm左右粉料，得到配方料。
(5)压型
将步骤(4)所得到的配方料用100吨压机压制成100*200*25mm方块。
(6)烧成
将步骤(5)得到的方块放入辊道窑中，然后进行烧成，烧成温度为880℃，烧成周期为3小时。
所述的辅料为重钙和白云石，类长石原料为金矿浮选尾矿。
所述成孔剂为城市污泥和木质纤维素。
所述窑炉为辊道窑。
实施例3
粉煤灰制作人造膨胀蛭石的生产工艺，包括以下步骤：
(1)配料粗碎
原料为粉煤灰、类长石原料、辅料和成孔剂，其质量百分比为粉煤灰30％，长石类原料50％，辅料5％，城市污泥15％，将粉煤灰、长石类原料和辅料进行粗碎至80目。
(2)研磨
将粗碎后的粉煤灰和长石类原料混合辅料后放入雷蒙磨机内，进行干法研磨，然后风选出粒径200目以下细粉料，所得粉料细度，类长石200目筛余1.5％，粉煤灰200目筛余1％，辅料200目筛余0.8％，得到粉料。
3)成孔剂造粒
将成孔剂加工成直径10mm以下，厚度2mm左右片状颗粒。
(4)混料
将步骤(3)所得成孔剂按比例投入混料机内加水2％进行干法混料30秒，加入步骤(2)得到的粉料继续加水5％，在成孔剂表面包裹3mm左右粉料，得到配方料。
(5)压型
将步骤(4)所得到的配方料用100吨压机压制成100*200*50mm方块。
(6)烧成
将步骤(5)得到的方块放入窑炉中，然后进行烧成，烧成温度为1000℃，烧成周期为10小时。
所述的辅料为重钙和滑石，类长石原料为金矿浮选尾矿。
所述的成孔剂为城市污泥。
所述窑炉为遂道窑。
实施例4
粉煤灰制作人造膨胀蛭石的生产工艺，包括以下步骤：
(1)配料粗碎
原料为粉煤灰、类长石原料、辅料和成孔剂，其质量百分比为粉煤灰50％，类长石原料15％，辅料9％，成孔剂26％，将粉煤灰、类长石原料和辅料进行粗碎至40目。
(2)研磨
将粗碎后的粉煤灰和长石类原料混合辅料后放入雷蒙磨机内，进行干法研磨，然后风选出粒径200目以下细粉料，所得粉料细度，类长石200目筛余0.5％，粉煤灰200目筛余1.4％，辅料200目筛余0.8％，得到粉料。
(3)混料
将步骤(2)所得粉料和成孔剂按比例混合，加水5％，得到配方料。
(4)压型
将步骤(3)所得到的配方料用100吨压机压制成100*200*25mm方块。
(5)烧成
将步骤(4)得到的方块放入辊道窑中，然后进行烧成，烧成温度为880℃，烧成周期为3小时。
所述的辅料为重钙和白云石，类长石原料为金矿浮选尾矿。
所述成孔剂为城市污泥和木质纤维素。
所述成孔剂未造粒。
所述窑炉为辊道窑。
实施例5
粉煤灰制作人造膨胀蛭石的生产工艺，包括以下步骤：
(1)配料粗碎
原料为粉煤灰、类长石原料、辅料和成孔剂，其质量百分比为粉煤灰30％，长石类原料50％，辅料5％，城市污泥15％，将粉煤灰、长石类原料和辅料进行粗碎至80目。
(2)研磨
将粗碎后的粉煤灰和长石类原料混合辅料后放入雷蒙磨机内，进行干法研磨，然后风选出粒径200目以下细粉料，所得粉料细度，类长石200目筛余1.5％，粉煤灰200目筛余1％，辅料200目筛余0.8％，得到粉料。
3)成孔剂造粒
将成孔剂加工成直径10mm以下，厚度2mm左右片状颗粒。
(4)混料
将步骤(2)得到的粉料与步骤(3)所得成孔剂按比例投入混料机内加水5％进行干法混料60秒，得到配方料。
(5)压型
将步骤(4)所得到的配方料用100吨压机压制成100*200*50mm方块。
(6)烧成
将步骤(5)得到的方块放入窑炉中，然后进行烧成，烧成温度为1000℃，烧成周期为10小时。
所述的辅料为重钙和滑石，类长石原料为金矿浮选尾矿。
所述的成孔剂为城市污泥。
所述工艺中成孔剂与粉料未形成包裹。
所述窑炉为遂道窑。
将实施例1-5制备的人造膨胀蛭石样品进行性能检测，检测数据见表1。
表1%20实施例1-5样品指标
从表1中的检测结果可以看出，实施例1-3，能够达到膨胀蛭石国家标准；实施例4-5由于成孔剂没有造粒，或造粒后没有与粉料形成包裹粒，样品没有达到国家标准。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
