一种脱镁硼泥尾渣陶粒及其制备方法与流程

技术领域：

本发明属于工业固体废物资源化利用技术领域，具体涉及一种以脱镁硼泥尾渣为主要原料制作一种人造轻集料，即脱镁硼泥尾渣陶粒，主要用于配制轻集料混凝土、陶粒砌块、陶粒墙板、陶粒回填、沥青混凝土、无土栽培等。

背景技术：
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硼泥是一种利用硼镁矿石生产硼砂后排放的固体废弃物，每生产1吨硼砂约排放3～4吨硼泥，每年硼泥排放总量高达100多万吨以上，截至目前，全国硼泥堆积总量达一亿吨以上。该种硼泥呈浅红色，碱性强，具有一定粘性，硼泥排放之处，寸草不生，不但占用土地资源，还会污染周围土壤、地下水源和大气环境。综上，硼泥对生态环境的污染已成为一种公害。

硼泥是一种严重的污染物，但同时也是一种宝贵的资源，硼泥的主要成分为mgo（30%～42%）、b2o3（2%～5%）、sio2（20%～32%）、fe2o3（10%～15%）和少量cao、al2o3等。目前，硼泥中提取镁的技术日趋成熟，已有转化应用，但同时也会产生约30%～50%的尾渣，造成二次污染，脱镁硼泥尾渣中主要成为氧化硅，是一种较好的陶粒生产原料，可有效提高陶粒的筒压强度，如果加以利用，将有利于硼泥提纯技术的推广，推动硼泥资源化利用，具有极高的经济效益和社会效益。

铝污泥是企业加工铝材过程中排放的废弃物，其主要成分为氧化铝，属于一般固体废弃物，目前尚无有效利用方法。

铝灰是铝工业主要的副产品，铝灰产生于所有铝发生熔融的工序，其中的铝含量约占铝生产使用过程中总损失量的1～12%，主要化学成分是al2o3。

陶粒是一种能有效替代天然砂石资源人造轻集料，由于其内部呈蜂窝状结构，具有轻质、高强、导热系数低、吸水率小等特点，广泛应用于建筑领域，市场前景非常广阔。目前主要陶粒品种有黏土陶粒、粉煤灰陶粒、页岩陶粒、污泥陶粒、煤矸石陶粒等，利用脱镁硼泥尾渣等废弃物制作陶粒，不但为陶粒市场增添新品种，而且与硼泥提纯技术形成互补，实现硼泥资源化利用“零排放”。

技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题是提供一种以脱镁硼泥尾渣为主要原料制备吸水率低、轻质、高强型陶粒，从而实现废物利用，节能环保的脱镁硼泥尾渣陶粒及其制备方法。

本发明是这样实现的：脱镁硼泥尾渣陶粒是由脱镁硼泥、硅石粉、铝污泥、铝灰、粉煤灰、黏结组分、助熔组分、造孔组分制成的。

脱镁硼泥占总重量的30%～40%，硅石粉占总重量的5%～10%，铝污泥占总重量的5%～10%，铝灰占总重量的5%～10%，粉煤灰占总重量的20%～30%；黏结组分占总重量的5%；助熔组分占总重量的5%～10%；造孔组分占总重量的5%。

所述的黏结组分可以是膨润土、水玻璃、纸浆废液中的一种或任意几种的组合，当为多种混合时比例不限。

所述的助熔组分可以是工业铁尾矿、废酸处置后的尾渣等含铁量较高的固体废弃物中的一种或任意几种的组合，当为多种混合时比例不限。

所述的造孔组分可以是煤泥、煤矸石粉、煤粉、稻壳粉或烧稻壳粉产生的灰粉等中的一种或任意几种的组合，当为多种混合时比例不限。

脱镁硼泥的制备方法：

1、将硼泥进行烘干除杂预处理。

2、配制硫酸溶液（硫酸浓度为10%～15%），按比例将预处理后的硼泥加入硫酸溶液混合搅拌，硫酸用量为理论量（完全使金属阳离子溶出所需要的硫酸的物质的量）的110%～120%。

3、硼泥和硫酸溶液在100℃～120℃条件下间歇式搅拌，待反应1～2个小时后，利用板框压滤机分离出混合液，将混合液进行纯化处理得到硫酸镁，将分离出的泥浆洗涤脱水后得到的滤渣即为脱镁硼泥。

脱镁硼泥尾渣陶粒的制备方法：

将各种原料进行除杂、烘干、球磨机磨细处理（磨细到80目以上），按上述比例配料并混合均匀，加水搅拌（加水量为原料总重量的10%～20%），造粒机造粒，然后用回转窑烧制而成。

回转窑烧制方法：干燥后的生料球由进料管进入回转窑尾部，随着窑的转动逐渐向窑头方向移动，经预热阶段（300～500℃）、高温烧成阶段、冷却阶段，通过窑头下端卸出，全程共需要40～60min。陶粒在回转窑内预热十分重要，预热阶段持续15～25min，该阶段可以使料球脱出水分，降低烧成能耗，提高陶粒质量。陶粒进入高温烧成区后，温度达到1050～1250℃时，持续时间10～30min，该阶段可使料球表面出现液相，内部产生气体形成封闭空隙，脱镁硼泥尾渣陶粒烧成，窑头卸出自然冷却或设备冷却，检测合格后出厂。

本发明的优点是：

（1）有效利用脱镁硼泥尾渣研制陶粒，与硼泥提取硫酸镁形成资源化技术闭合，实现硼泥高附加值资源化利用技术“零排放”。

（2）陶粒配方中有效利用了铝污泥、铝灰、粉煤灰等工业固体废弃物，不但有效提高陶粒强度，还消耗了这些固体废弃物，减少环境污染和占用土地资源。

（3）陶粒配方中采用稻壳粉作燃料，烧制陶粒后经除尘产生的灰粉回收并作为陶粒原料之一，废物利用，节能环保。

（4）脱镁硼泥尾渣陶粒经高温烧制，化学稳定性好，抗酸碱性能好，轻质高强、保温隔热可广泛应用于建筑领域的陶粒砌块、陶粒隔墙板、轻集料混凝土、陶粒回填等。

具体实施方式：

脱镁硼泥尾渣陶粒是由脱镁硼泥、硅石粉、铝污泥、铝灰、粉煤灰、黏结组分、助熔组分、造孔组分制成的。

脱镁硼泥占总重量的30%～40%，硅石粉占总重量的5%～10%，铝污泥占总重量的5%～10%，铝灰占总重量的5%～10%，粉煤灰占总重量的20%～30%；黏结组分占总重量的5%；助熔组分占总重量的5%～10%；造孔组分占总重量的5%。

所述的黏结组分可以是膨润土、水玻璃、纸浆废液中的一种或任意几种的组合，当为多种混合时比例不限。

所述的助熔组分可以是工业铁尾矿、废酸处置后的尾渣等含铁量较高的固体废弃物中的一种或任意几种的组合，当为多种混合时比例不限。

所述的造孔组分可以是煤泥、煤矸石粉、煤粉、稻壳粉或烧稻壳粉产生的灰粉等中的一种或任意几种的组合，当为多种混合时比例不限。

脱镁硼泥的制备方法：

1、将硼泥进行烘干除杂预处理。

2、配制硫酸溶液（硫酸浓度为10%～15%），按比例将预处理后的硼泥加入硫酸溶液混合搅拌，硫酸用量为理论量（完全使金属阳离子溶出所需要的硫酸的物质的量）的110%～120%。

3、硼泥和硫酸溶液在100℃～120℃条件下间歇式搅拌，待反应1～2个小时后，利用板框压滤机分离出混合液，将混合液进行纯化处理得到硫酸镁，将分离出的泥浆洗涤脱水后得到的滤渣即为脱镁硼泥。

脱镁硼泥尾渣陶粒的制备方法：

将各种原料进行除杂、烘干、球磨机磨细处理（磨细到80目以上），按上述比例配料并混合均匀，加水搅拌（加水量为原料总重量的10%～20%），造粒机造粒，然后用回转窑烧制而成。

回转窑烧制方法：干燥后的生料球由进料管进入回转窑尾部，随着窑的转动逐渐向窑头方向移动，经预热阶段（300～500℃）、高温烧成阶段、冷却阶段，通过窑头下端卸出，全程共需要40～60min。陶粒在回转窑内预热十分重要，预热阶段持续15～25min，该阶段可以使料球脱出水分，降低烧成能耗，提高陶粒质量。陶粒进入高温烧成区后，温度达到1050～1250℃时，持续时间10～30min，该阶段可使料球表面出现液相，内部产生气体形成封闭空隙，脱镁硼泥尾渣陶粒烧成，窑头卸出自然冷却或设备冷却，检测合格后出厂。

实施例1；

脱镁硼泥尾渣陶粒是由占总重量30%的脱镁硼泥、7%的硅石粉、10%的铝污泥、5%的铝灰、30%的粉煤灰、5%的膨润土、8%的工业铁尾矿、2%的煤泥、3%的煤矸石粉制成的。

实施例2；

脱镁硼泥尾渣陶粒是由占总重量35%的脱镁硼泥、10%的硅石粉、5%的铝污泥、10%的铝灰、20%的粉煤灰、5%的膨润土水玻璃、10%的工业铁尾矿、3%的煤泥、2%的稻壳粉制成的。

实施例3；

脱镁硼泥尾渣陶粒是由占总重量40%的脱镁硼泥、5%的硅石粉、7%的铝污泥、8%的铝灰、25%的粉煤灰、5%的纸浆废液、5%的工业铁尾矿、4%的煤粉、1%的稻壳粉粉制成的。

实施例4；

脱镁硼泥尾渣陶粒是由占总重量34%的脱镁硼泥、7%的硅石粉、8%的铝污泥、7%的铝灰、26%的粉煤灰、3%的膨润土、2%的水玻璃、8%的工业铁尾矿、1%的煤矸石粉、3%的煤粉、1%的稻壳粉制成的。

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