一种高性能人工轻骨料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种高性能人工轻骨料及其制备方法 (High-performance artificial lightweight aggregate and preparation method thereof ) 是由 张宏生 窦明岳 王光 于 2018-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高性能人工轻骨料及其制备方法,所述人工轻骨料包括按质量份数计的下述组份：铸造旧砂500～1000份、铸造再生除尘灰500～1000份、膨润土50-500份、粉煤灰0-500份、高岭土50-500份和煤粉0-50份。该人工轻骨料具有密度低、吸水率低、强度高、保温、防火、耐久、抗震、吸音、利废等优点,以及易于预制、便于运输等特征。该法用铸造废灰及粉煤灰作为原料,对铸造过程中废弃的铸造旧砂除尘再生灰进行了有效地利用,避免了其大量堆放对土地及水资源造成的环境污染,同时降低了人工轻骨料的生产成本。(The invention provides a high-performance artificial lightweight aggregate and a preparation method thereof, wherein the artificial lightweight aggregate comprises the following components in parts by weight: 500-1000 parts of used foundry sand, 500-1000 parts of regenerated dedusting ash, 50-500 parts of bentonite, 0-500 parts of fly ash, 50-500 parts of kaolin and 0-50 parts of coal powder. The artificial lightweight aggregate has the advantages of low density, low water absorption, high strength, heat preservation, fire prevention, durability, earthquake resistance, sound absorption, waste utilization and the like, and has the characteristics of easy prefabrication, convenient transportation and the like. The method uses the casting waste ash and the fly ash as raw materials, effectively utilizes the casting used sand dedusting regeneration ash discarded in the casting process, avoids the environmental pollution to the land and water resources caused by the large-scale stacking of the casting used sand dedusting regeneration ash, and simultaneously reduces the production cost of the artificial lightweight aggregate.)
技术领域
本发明涉及固体废弃物的再利用领域，具体涉及一种利用固体废弃物为原料制备的人工骨料及其制备方法。
背景技术
铸造旧砂再生除尘灰是铸造旧砂在热法再生过程产生的固体废物。铸造旧砂在700～900℃的高温沸腾炉内焙烧后，在筛分、振动、分离再生过程中产生的大量粉尘即是再生除尘灰。铸造用砂主要以硅砂为主，同时辅以水玻璃、粘土、树脂等形成型砂，因此，铸造旧砂再生除尘灰的成分以石英、膨润土、粘土及部分树脂不完全燃烧的碳为主，同时还含有少量的金属氧化物。目前铸造厂对该部分固体废物还没有有效的处理方法，大部分铸造旧砂再生除尘灰通过就地堆放或填埋方式处理，如此大量的固废长期填埋地下，会造成大量土地被占用，造成生态环境污染。
目前在建筑领域应用的人工轻骨料主要以天然粘土、页岩人工骨料为主，同时还有部分添加粉煤灰制备的粘土-粉煤灰、页岩-粉煤灰人工骨料。随着人们对耕地保护和环境保护的重视，天然砂石、粘土及页岩的大规模开采受到了限制，天然矿物资源的原料成本大幅增加，以固体废物为主要原料制备绿色建材是未来建筑材料的发展方向。
因此，需要提供一种铸造旧砂再生除尘灰固体废弃物得到资源化利用的技术方案以解决现有技术对环境的污染。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种以铸造旧砂再生除尘灰制备轻质高性能人工轻骨料的方法，使铸造旧砂再生除尘灰固体废弃物得到资源化利用，且制备的人工骨料具有轻质、高强、耐火、吸水率低、耐磨等优点，为铸造再生废灰实现了低成本、环保、规模化的处理途径。
实现本发明目的的技术方案如下：
一种高性能人工轻骨料，所述人工轻骨料包括按质量份数计的下述组份：
优选的，所述膨润土包括Ca基膨润土或/和Na基膨润土。
优选的，所述高岭土为经600-800℃煅烧的偏高岭土。
优选的，所述粉煤灰包括一级灰或/和二级灰。
优选的，所述人工骨料吸水率为5.46～7.2％、密度为956～1066kg/m3、抗压强度为14.25～18.6MPa。
如上述任一项所述高性能人工骨料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)制备混料：
将所述组份球磨或粉碎30～60min按比例混合；
(2)造粒及养护：
在盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，后在100～160℃下恒温养护18～36h；
(3)烧结：
在1100～1150℃下烧结养护后的料球20～40min得所述人工骨料。
优选的，所述步骤(1)在搅拌机中搅拌5～15min混合。
优选的，所述步骤(2)盘式造粒机的转速为30～40r/min；所述料球直径为5～8mm。
优选的，所述盘式造粒机包括造粒圆盘(1)以及连接在造粒圆盘上的连接轴(2)，所述连接轴(2)与电机(3)的输出轴传动连接在一起，另有支架(4)固定连接到套装在连接轴(2)外侧的轴承上，所述造粒圆盘(1)内设有截断面为三边形的O形垫(5)，所述O形垫(5)的两侧面分别贴合到造粒圆盘(1)的侧面和底面上；所述O形垫(5)的第三面的横断面为圆弧状。
与最接近的现有技术比，本发明提供的技术方案具有以下优异效果：
1、本发明用铸造旧砂再生除尘灰作为人工轻骨料的原料，对铸造过程中废弃的铸造旧砂除尘再生灰进行了有效地利用，避免了其大量堆放对土地及水资源造成的环境污染，同时降低了人工轻骨料的生产成本。
2、本发明制备的人工轻骨料性能优异，具有密度低、吸水率低、强度高等优点，将该人工轻骨料用于高层建筑、大跨度桥梁建筑等领域具有节能降耗，大幅降低施工成本等优势。
3、本发明制备过程中所用盘式造粒机可有效防止物料堆积在边角处，造粒更加均匀，且造粒完成后，方便圆盘的清洗，且防止边角处的腐蚀，提高圆盘的使用寿命。
附图说明
图1为本发明所用盘式造粒机的结构示意图。
图2为A部分的结构放大示意图
其中：1：造粒圆盘；2：连接轴；3：电机；4：支架；5：O形垫
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、1000份铸造再生除尘灰、150份Ca基膨润土和500份经600℃煅烧处理后的偏高岭土分别球磨30min后，依次放入搅拌机中搅拌10min；
(2)造粒及养护：
在转速为35r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为5mm的料球，后在120℃的恒温箱中养护24h；
(3)烧结：
经过1125℃烧结30min得所述人工轻骨料。
实施例2
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、1000份铸造再生除尘灰、150份Ca基膨润土、150份粉煤灰球分别粉碎处理60min后，依次放入搅拌机中搅拌5min；
(2)造粒及养护：
在转速为30r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为6mm的料球，后在120℃的恒温箱中养护24h；
(3)烧结：
经过1130℃烧结30min得所述人工轻骨料。
实施例3
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、1000份铸造再生除尘灰、225份Ca基膨润土和225份经700℃煅烧处理后的偏高岭土分别球磨60min后，依次放入搅拌机中搅拌15min；
(2)造粒及养护：
在转速为40r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为8mm的料球，后在120℃的恒温箱中养护24h；
(3)烧结：
经过1130℃烧结30min得所述人工轻骨料。
实施例4
(1)制备混料：
将1000份铸造旧砂、1000份铸造再生除尘灰、225份Ca基膨润土和225份粉煤灰分别粉碎处理30min后，依次放入搅拌机中搅拌15min；
(2)造粒及养护：
在转速为35r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为5mm的料球，后在120℃的恒温箱中养护24h；
(3)烧结：
经过1130℃烧结30min得所述人工轻骨料。
实施例5
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、750份铸造再生除尘灰、200份Na基膨润土、200份经800℃煅烧处理后的偏高岭土和50份煤粉分别球磨处理30-60min后，依次放入搅拌机中搅拌15min；
(2)造粒及养护：
在转速为30r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为5mm的料球，后在100℃的恒温箱中养护18h；
(3)烧结：
经过1110℃烧结20min得所述人工轻骨料。
实施例6
(1)制备混料：
将500份铸造旧砂、750份铸造再生除尘灰、200份Na基膨润土、200份粉煤灰和50份煤粉分别球磨处理30-60min后，依次放入搅拌机中搅拌5min；
(2)造粒及养护：
在转速为40r/min的盘式造粒机中对混合后的粉料造粒，得到粒径为5mm的料球，后在160℃的恒温箱中养护36h；
(3)烧结：
经过1150℃烧结40min得所述人工骨料。
本发明的各实施例所制备人工骨料的性能参数见表1：
由上可见，本发明所制备的人工轻骨料具有低密度、吸水率低、高强度等优点，将该人工轻骨料用于高层建筑、大跨度桥梁建筑等领域具有节能降耗，降低施工成本等优势。
其中，本发明各实施例所用盘式造粒机如附图1～2所示，其包括造粒圆盘1以及连接在造粒圆盘上的连接轴2，且造粒圆盘1与连接轴2同轴线，所述的连接轴2与电机3的输出轴连接，所述的造粒圆盘1与连接轴2同轴线，所述的连接轴2与电机3的输出轴连接，所述的造粒圆盘1与连接轴2通过电机3带动旋转，组成支架4的支撑件固定连接到套装在连接轴2外一侧的轴承上，组成支架4的支撑所述电机的另一支撑件位于所述电机一侧的下方，，所述造粒圆盘1的侧边与底边的连接处设有截断面为三边形的O形垫5，所述的O形垫5用软性材料制成，所述O形垫5的两侧面分别贴合到造粒圆盘1的侧面和底面，所述的环状垫可拆卸的设置在造粒圆盘1内，防止物料堆积在边角处，有利于造粒完成后的清洗，且O形垫5可卸下，清洗更加方便，所述的O形垫5的第三面的截断面可以设置为圆弧状，可增加缓冲作用力。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。