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CN110818439A - 一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法 - Google Patents

一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法 Download PDF

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CN110818439A
CN110818439A CN201910849535.9A CN201910849535A CN110818439A CN 110818439 A CN110818439 A CN 110818439A CN 201910849535 A CN201910849535 A CN 201910849535A CN 110818439 A CN110818439 A CN 110818439A
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郑小鹏
王秀光
川又美智子
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Sanhe Narokos Mechanical And Electrical Products Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法，所述利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法包括建筑垃圾处理、煤矸石纤维制备、原料准备、造粒、焙烧；本发明利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法，将建筑垃圾回收利用可以显著减少其废弃堆放占用空间和资源造成的资源浪费，实现废物回收利用减少环境污染和社会生态压力，降低工业成本，增加收益，实现可持续发展。

Description

一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法
技术领域
本发明涉及建筑陶粒技术领域，具体为一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法。
背景技术
随着经济的快速发展，城市建设的步伐加快，越来越多的建筑垃产生、遗弃，建筑垃圾主要是建设、施工单位或者个人对各种建筑物、构筑物等进行建设，铺设或者拆除、修缮过程中所产生的渣土、弃土、弃料、淤泥等其他废弃物。我国正处在经济建设高速发展的时期，每年不可避免的产生数亿吨建筑垃圾，如果不及时处理和利用，必将给社会、环境和资源带来不利影响。
建筑陶粒一般利用主料添加一定的辅料，经过成球、焙烧而成。由于建筑陶粒的密度小，内部多孔，形态结构较均一，且具有一定的强度和坚固性，因而具有质轻、耐腐蚀、抗压、抗震和良好的隔热性等多种性能，可进一步加工制成建材、园艺等材料。
虽然，目前建筑陶粒的性能多种多样，但是，不免存在陶粒原料结合强度弱，而且原料成本较高，对回收资源的利用较少，因此，如何利用回收建筑垃圾，辅以其他原来哦，制备一种性能稳定而且成本低廉的建筑陶粒，显得尤为重要。
中国专利CN102503534B公开了一种圆球形凹凸棒建筑垃圾陶粒，其技术方案的要点是，圆球形凹凸棒建筑垃圾陶粒由高粘凹凸棒石粘土粉、凹凸棒石粘土尾矿粉、建筑垃圾粉、红色膨润土粉、硅藻土尾矿粉和木屑粉组成。将圆球形凹凸棒建筑垃圾陶粒的配料经过混合、造粒、焙烧、冷却和筛分包装为圆球形凹凸棒建筑垃圾陶粒。
中国专利CN105036707B公开了一种生活垃圾焚烧底灰制备建筑陶粒的方法，涉及建筑陶粒的制备方法。1)将生活垃圾焚烧底灰和废玻璃粉混合，得混合粉末；2)将混合粉末研磨，得混合细粉末；3)将工业油泥与水混合，得混合液体；4)将混合液体喷洒在混合细粉末上，得小球，煅烧，冷却后即得建筑陶粒。采用了100％的固体废弃物为原料，并通过加入工业油泥极大减少了生产能耗。
发明内容
本发明针对以上不足，提供一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法，通过回收利用建筑垃圾制备建筑陶粒，解决目前建筑垃圾处理困难、资源浪费以及建筑陶粒稳定性差、原料成本较高的问题。
为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法，其特征在于，所述利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法，包括以下步骤：
A1、建筑垃圾处理：将建筑垃圾收集，去除杂质，在温度为220℃～260℃的条件下烘干3小时～8小时，之后粉碎至50目～80目，然后研磨6小时～10 小时，得到粉末建筑垃圾；
A2、原料准备：按重量份称取以下原料，纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1 中得到的粉末建筑垃圾，备用；
A3、造粒：将A2中称取的纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1中混合，搅拌1 小时～1.5小时，得到混合物料；
A4、焙烧：将A3中得到的混合物料送入造粒机中造粒，颗粒直径为 1mm～5mm，得到的颗粒送入回转窑中焙烧，然后冷却得到建筑陶粒。
进一步的，A1中，建筑垃圾为废弃混凝土、废砖、废瓦、废渣土、废陶瓷、废玻璃中任意一种。
进一步的，A2中，改性高岭土的制备方法为：在温度为25℃～30℃的条件下，将高岭土加入钛酸酯偶联剂和乙醇按质量比为0.5：3～4的比例配制的溶液中，搅拌40分钟～60分钟，然后抽滤并将滤渣干燥20分钟～30分钟，得到所述改性高岭土。改性高岭土可以增强耐火涂料原料的分散均匀性，提高体系稳定性，改善耐火涂料的力学性能。
更进一步的，搅拌40分钟～60分钟的操作之后超声分散20分钟～30分钟。
更进一步的，干燥的温度为95℃～115℃。
进一步的，A2中，按重量份称取以下原料的重量份为：纳米二氧化硅1.2 份～1.6份、改性高岭土2.5份～3.5份、纳米二氧化钛1.6份～2.4份、绢云母粉 3.5份～4.5份、废石粉10份～15份、凹凸棒石粉末2.2份～2.8份、粉煤灰4.5 份～6.5份、泥岩2.3份～2.8份、步骤A1中得到的粉末建筑垃圾30份～45份。
更进一步的，按重量份称取以下原料的重量份为：纳米二氧化硅1.3份～1.5 份、改性高岭土2.7份～3.2份、纳米二氧化钛1.8份～2.2份、绢云母粉3.7份～4.3份、废石粉11份～14份、凹凸棒石粉末2.4份～2.6份、粉煤灰5.0份～6.0 份、泥岩2.4份～2.7份、步骤A1中得到的粉末建筑垃圾35份～40份。
本发明利用建筑垃圾制备建筑陶粒的原料中选用粉末建筑垃圾，具有较好的分散性，加以纳米二氧化硅、改性高岭土增强建筑陶粒的力学强度和稳定性，添加纳米二氧化钛增加建筑陶粒的韧性和抗冲击强度，添加绢云母粉增加各原料之前的结合强度，保证体系稳定，增加废石粉、凹凸棒石粉末以及粉煤灰、泥岩改善建筑陶粒的综合强度，提高抗压能力。
进一步的，A4中，焙烧的具体过程为：首先在温度为420℃～460℃的条件下预热30分钟～35分钟，然后在温度为650℃850℃的条件下焙烧2小时～5 小时，然后在温度为450℃～480℃的条件下保温1小时～2小时。
本发明的又一发明目的在于提供一种建筑陶粒，采用上述制备方法制备而成。
本发明的有益效果是：
(1)本发明利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法，将建筑垃圾回收利用可以显著减少其废弃堆放占用空间和资源造成的资源浪费，实现废物回收利用减少环境污染和社会生态压力，降低工业成本，增加收益，实现可持续发展；
(2)本发明利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法，将建筑垃圾回收加以改性高岭土、绢云母粉、纳米二氧化钛等原料，通过分步焙烧制成的建筑陶粒具有质量轻、强度高、化学性能稳定，吸水率低、废弃物利用率高的特点；
(3)本发明利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法，原料中添加回收废料，降低原料成本，制备工艺简单，可操作性强，工艺环保性强，可以有效减少环境污染和资源浪费，适合推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例1～5利用建筑垃圾制备的建筑陶粒的进步性，下面将采用本发明实施例1～5利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法制备的建筑陶粒的性能检测结果用附图图表表示。在附图中：
图1是本发明实施例1～5利用建筑垃圾制备的建筑陶粒的堆积密度检测结果；
图2是本发明实施例1～5利用建筑垃圾制备的建筑陶粒的抗压强度检测结果；
图3是本发明实施例1～5利用建筑垃圾制备的建筑陶粒的吸水率检测结果。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施方式，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。
实施例1
一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法
包括以下步骤：
A1、建筑垃圾处理：将建筑垃圾收集，去除杂质，在温度为220℃的条件下烘干3小时，之后粉碎至50目，然后研磨6小时，得到粉末建筑垃圾；其中，建筑垃圾为废弃混凝土；
A2、原料准备：按重量份称取以下原料，纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1 中得到的粉末建筑垃圾，备用；其中，改性高岭土的制备方法为：在温度为 25℃的条件下，将高岭土加入钛酸酯偶联剂和乙醇按质量比为0.5：3的比例配制的溶液中，先搅拌40分钟，再超声分散20分钟后抽滤并将滤渣在温度为 95℃的条件下干燥20分钟，得到所述改性高岭土；
上述按重量份称取以下原料的重量份为：纳米二氧化硅1.2kg、改性高岭土2.5kg、纳米二氧化钛1.6kg、绢云母粉3.5kg、废石粉10kg、凹凸棒石粉末 2.2kg、粉煤灰4.5kg、泥岩2.3kg、步骤A1中得到的粉末建筑垃圾30kg。
A3、造粒：将A2中称取的纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1中混合，搅拌1 小时，得到混合物料；
A4、焙烧：将A3中得到的混合物料送入造粒机中造粒，颗粒直径为1mm，得到的颗粒送入回转窑中焙烧，然后冷却得到建筑陶粒。
上述，焙烧的具体过程为：首先在温度为420℃的条件下预热30分钟，然后在温度为650℃的条件下焙烧2小时，然后在温度为450℃的条件下保温 1小时。
实施例2
一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法
包括以下步骤：
A1、建筑垃圾处理：将建筑垃圾收集，去除杂质，在温度为260℃的条件下烘干8小时，之后粉碎至80目，然后研磨10小时，得到粉末建筑垃圾；其中，建筑垃圾为废砖；
A2、原料准备：按重量份称取以下原料，纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1 中得到的粉末建筑垃圾，备用；其中，改性高岭土的制备方法为：在温度为 30℃的条件下，将高岭土加入钛酸酯偶联剂和乙醇按质量比为0.5：4的比例配制的溶液中，先搅拌60分钟，再超声分散30分钟后抽滤并将滤渣在温度为 115℃的条件下干燥30分钟，得到所述改性高岭土；
上述按重量份称取以下原料的重量份为：纳米二氧化硅1.6kg、改性高岭土3.5kg、纳米二氧化钛2.4kg、绢云母粉4.5kg、废石粉15kg、凹凸棒石粉末 2.8kg、粉煤灰6.5kg、泥岩2.8kg、步骤A1中得到的粉末建筑垃圾45kg。
A3、造粒：将A2中称取的纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1中混合，搅拌1.5 小时，得到混合物料；
A4、焙烧：将A3中得到的混合物料送入造粒机中造粒，颗粒直径为5mm，得到的颗粒送入回转窑中焙烧，然后冷却得到建筑陶粒。
上述，焙烧的具体过程为：首先在温度为460℃的条件下预热35分钟，然后在温度为850℃的条件下焙烧5小时，然后在温度为480℃的条件下保温 2小时。
实施例3
一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法
包括以下步骤：
A1、建筑垃圾处理：将建筑垃圾收集，去除杂质，在温度为230℃的条件下烘干4小时，之后粉碎至60目，然后研磨7小时，得到粉末建筑垃圾；其中，建筑垃圾为废瓦；
A2、原料准备：按重量份称取以下原料，纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1 中得到的粉末建筑垃圾，备用；其中，改性高岭土的制备方法为：在温度为26℃的条件下，将高岭土加入钛酸酯偶联剂和乙醇按质量比为0.5：3.2的比例配制的溶液中，先搅拌45分钟，再超声分散22分钟后抽滤并将滤渣在温度为 100℃的条件下干燥22分钟，得到所述改性高岭土；
上述按重量份称取以下原料的重量份为：纳米二氧化硅1.3kg、改性高岭土2.7kg、纳米二氧化钛1.8kg、绢云母粉3.7kg、废石粉11kg、凹凸棒石粉末 2.4kg、粉煤灰5.0kg、泥岩2.4kg、步骤A1中得到的粉末建筑垃圾35kg。
A3、造粒：将A2中称取的纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1中混合，搅拌1.1 小时，得到混合物料；
A4、焙烧：将A3中得到的混合物料送入造粒机中造粒，颗粒直径为2mm，得到的颗粒送入回转窑中焙烧，然后冷却得到建筑陶粒。
上述，焙烧的具体过程为：首先在温度为430℃的条件下预热31分钟，然后在温度为700℃的条件下焙烧3小时，然后在温度为460℃的条件下保温 1.2小时。
实施例4
一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法
包括以下步骤：
A1、建筑垃圾处理：将建筑垃圾收集，去除杂质，在温度为250℃的条件下烘干7小时，之后粉碎至70目，然后研磨9小时，得到粉末建筑垃圾；其中，建筑垃圾为废玻璃；
A2、原料准备：按重量份称取以下原料，纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1 中得到的粉末建筑垃圾，备用；其中，改性高岭土的制备方法为：在温度为 28℃的条件下，将高岭土加入钛酸酯偶联剂和乙醇按质量比为0.5：3的比例配制的溶液中，先搅拌50分钟，再超声分散28分钟后抽滤并将滤渣在温度为 110℃的条件下干燥28分钟，得到所述改性高岭土；
上述按重量份称取以下原料的重量份为：纳米二氧化硅1.5kg、改性高岭土3.2kg、纳米二氧化钛2.2kg、绢云母粉4.3kg、废石粉14kg、凹凸棒石粉末 2.6kg、粉煤灰6.0kg、泥岩2.7kg、步骤A1中得到的粉末建筑垃圾40kg。
A3、造粒：将A2中称取的纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1中混合，搅拌1.4 小时，得到混合物料；
A4、焙烧：将A3中得到的混合物料送入造粒机中造粒，颗粒直径为4mm，得到的颗粒送入回转窑中焙烧，然后冷却得到建筑陶粒。
上述，焙烧的具体过程为：首先在温度为450℃的条件下预热34分钟，然后在温度为800℃的条件下焙烧4小时，然后在温度为470℃的条件下保温 1.8小时。
实施例5
一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法
包括以下步骤：
A1、建筑垃圾处理：将建筑垃圾收集，去除杂质，在温度为240℃的条件下烘干5小时，之后粉碎至60目，然后研磨8小时，得到粉末建筑垃圾；其中，建筑垃圾为废陶瓷；
A2、原料准备：按重量份称取以下原料，纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1 中得到的粉末建筑垃圾，备用；其中，改性高岭土的制备方法为：在温度为 28℃的条件下，将高岭土加入钛酸酯偶联剂和乙醇按质量比为0.5：3的比例配制的溶液中，先搅拌50分钟，再超声分散25分钟后抽滤并将滤渣在温度为 105℃的条件下干燥25分钟，得到所述改性高岭土；
上述按重量份称取以下原料的重量份为：纳米二氧化硅1.4kg、改性高岭土3.0kg、纳米二氧化钛2.0kg、绢云母粉4.0kg、废石粉12kg、凹凸棒石粉末 2.5kg份、粉煤灰5.5kg、泥岩2.5kg、步骤A1中得到的粉末建筑垃圾38kg。
A3、造粒：将A2中称取的纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1中混合，搅拌1.3 小时，得到混合物料；
A4、焙烧：将A3中得到的混合物料送入造粒机中造粒，颗粒直径为3mm，得到的颗粒送入回转窑中焙烧，然后冷却得到建筑陶粒。
上述，焙烧的具体过程为：首先在温度为440℃的条件下预热33分钟，然后在温度为750℃的条件下焙烧3.5小时，然后在温度为465℃的条件下保温1.5小时。
实验例
本发明实施例1～5制备方法得到的建筑陶粒，分别测定其堆积密度、抗压强度和吸水率；
其中，堆积密度(单位：kg/m3)检测结果见说明书附图图1：
抗压强度(单位：MPa)检测结果见说明书附图图2：
吸水率(单位：％)检测结果见说明书附图图3。
从说明书附图图1～3结果可以看出，本发明实施例1～5制备方法得到的建筑陶粒的堆积密度适中，抗压强度好，吸水率低，可以用于多种环境下使用的建筑材料制备，且具有一定的耐磨性，适合推广。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法，其特征在于，所述利用建筑垃圾制备建筑陶粒的方法，包括以下步骤：
A1、建筑垃圾处理：将建筑垃圾收集，去除杂质，在温度为220℃～260℃的条件下烘干3小时～8小时，之后粉碎至50目～80目，然后研磨6小时～10小时，得到粉末建筑垃圾；
A2、原料准备：按重量份称取以下原料，纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1中得到的粉末建筑垃圾，备用；
A3、造粒：将A2中称取的纳米二氧化硅、改性高岭土、纳米二氧化钛、绢云母粉、废石粉、凹凸棒石粉末、粉煤灰、泥岩和步骤A1中得到的粉末建筑垃圾混合，搅拌1小时～1.5小时，得到混合物料；
A4、焙烧：将A3中得到的混合物料送入造粒机中造粒，颗粒直径为1mm～5mm，得到的颗粒送入回转窑中焙烧，然后冷却得到建筑陶粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，A1中，所述建筑垃圾为废弃混凝土、废砖、废瓦、废渣土、废陶瓷、废玻璃中任意一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，A2中，所述改性高岭土的制备方法为：在温度为25℃～30℃的条件下，将高岭土加入钛酸酯偶联剂和乙醇按质量比为0.5：3～4的比例配制的溶液中，搅拌40分钟～60分钟，然后抽滤并将滤渣干燥20分钟～30分钟，得到所述改性高岭土。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述搅拌40分钟～60分钟的操作之后超声分散20分钟～30分钟。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为95℃～115℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，A2中，所述按重量份称取以下原料的重量份为：纳米二氧化硅1.2份～1.6份、改性高岭土2.5份～3.5份、纳米二氧化钛1.6份～2.4份、绢云母粉3.5份～4.5份、废石粉10份～15份、凹凸棒石粉末2.2份～2.8份、粉煤灰4.5份～6.5份、泥岩2.3份～2.8份、步骤A1中得到的粉末建筑垃圾30份～45份。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述按重量份称取以下原料的重量份为：纳米二氧化硅1.3份～1.5份、改性高岭土2.7份～3.2份、纳米二氧化钛1.8份～2.2份、绢云母粉3.7份～4.3份、废石粉11份～14份、凹凸棒石粉末2.4份～2.6份、粉煤灰5.0份～6.0份、泥岩2.4份～2.7份、步骤A1中得到的粉末建筑垃圾35份～40份。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，A4中，所述焙烧的具体过程为：首先在温度为420℃～460℃的条件下预热30分钟～35分钟，然后在温度为650℃850℃的条件下焙烧2小时～5小时，然后在温度为450℃～480℃的条件下保温1小时～2小时。
9.一种建筑陶粒，其特征在于，根据权利要求1～8中任一项所述的方法制备而成。
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