專利名稱：一種以海底淤泥為原料的輕質陶粒及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種建材，尤其是涉及一種以海底淤泥為原料的輕質陶粒及其制備方法。
背景技術：
海底淤泥是沿海灘涂淤積起來的粘土，我國有很長的海岸線，隨著沿海地區(qū)工業(yè)的飛速 發(fā)展，在沿海岸的許多地方淤積了大量海底淤泥，造成了非常嚴重的海域污染和航道阻塞現 象，并且這些淤泥導致的二次污染后果嚴重。因此，清理海底淤泥、治理海岸，資源化、無 害化處理海底淤泥已經成為一個重要的課題。
輕質陶粒(LECA)是一種人造輕骨料，具有封閉式多孔結構，外殼堅硬，紅色釉質表層能 隔水、不透氣，內部是蜂窩狀中空骨架結構。陶粒具有質量輕、高強、導熱性低、保溫、抗 震、抗沖擊等優(yōu)點，陶粒及其砌塊產品作為一種新型建筑用輕骨料是一種新型的建筑材料。以 它為原料制成的輕骨料混凝土空心砌塊、梁、板等已成為代替實心粘土磚、發(fā)展新型墻體材 料的主導產品。目前被廣泛應用于現代建筑、化工、冶金、農業(yè)、園藝等領域。
陶粒在生產和應用方面，己有許多成功的配方和生產工藝。
遲培云等(遲培云、張連棟、錢強，利用淤積海泥燒制超輕陶粒研究[J],保溫材料與建 筑節(jié)，2002.3: 28—30)對淤積海泥的形成過程、礦物組成進行了分析和研究，取青島市海岸 線淤積海底淤泥為樣品，分析了其顆粒組成及化學成分；提出了利用淤積海泥燒制陶粒的條 件、影響因素和生產方法并，對燒制出的陶粒進行了性能測試表明。
嚴捍東(嚴捍東，生活污泥改性燒制超輕陶粒的研究[J],環(huán)境污染與防治，2005. 2:63-66) 研究了以改性生活污泥為原料燒制陶粒，其針對無機生活污泥的特性，選取了能夠提高污泥可 塑性的粘結劑和提高燒脹性的改性劑。通過塑性指數試驗揭示了粘結劑對污泥塑性的改善程 度，通過正交試驗揭示了在120(TC燒成溫度時三種改性劑對污泥燒脹性的影響程度和規(guī)律。
Toda Yasuhiko等(JP2004262728, Manufacture of light-weight aggregate using coal ash and sewage sludge incinerated ash as raw materials, 2004.9)將2 30%的下7夂 道污泥燒制的灰與粉煤灰混合，然后加入510%的發(fā)泡劑，然后制得膨脹效果好而且吸水率低 得陶粒。
楊麗炫等(中國專利，CN 86106748，超輕陶粒及其配制方法)研制了一種用露天煤礦
剝離物(黃、紅土和泥巖)，不用外加劑或選用硅藻土或粉煤灰、砂為外加劑，加入適量的水 后成型，經預熱后再經高溫焙燒，冷卻即可制成松散容重為250 400 kg/n^的超輕陶?；蛩?散容重為500 600 kg/m3的輕質陶粒。
胡曙光等(中國專利，CN 200610019072. 6， 一種超輕淤泥陶粒及其制備方法)公開一種 用淤泥和焦炭原料，通過成型，干燥、預燒、焙燒等工序制得超輕淤泥陶粒，具有大量蜂窩 狀的氣孔、強度較高、吸水率小，并將淤泥資源化，解決了二次污染問題。
張和慶等(中國專利，CN 200610035215. 2，海洋疏浚泥輕質陶粒及其生產方法)公開了 以海洋疏浚泥替代或部分替代耕地粘上，然后配備粘土、石灰、硫鐵礦和重油生產輕質陶粒 的方法。輕質陶粒的配方疏浚泥85 113重量份、粘土 27 255重量份、生石灰6 7重 量份、硫鐵礦12 14重量份、重油1 1.2重量份。
公開號為CN1440953的中國專利公開一種石粉一海泥輕質陶粒及其生產工藝，以石粉和 海泥為原料，配方為將石材廢料破碎細磨加工成150目以上石粉，10% 50%與海泥50% 90%，不加任何外加劑。經過攪拌、造粒，采用回轉窯1120 117(TC焙燒，經冷卻得到陶粒 成品。上述以海底淤泥或生活污泥為原料生產輕質陶粒的發(fā)明中，大都在配方中添加了粘土， 而粘土的獲得多半會毀壞耕地。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種以海底淤泥為原料的輕質陶粒及其制備方法。所制得的輕質 陶粒內部呈蜂窩狀中骨架結構，表層是紅色釉質，具有高強、抗震等優(yōu)點。
本發(fā)明所述的以海底淤泥為原料的輕質陶粒的原料組成為海底淤泥和碳酸鈣粉料。 按體積百分比，海底淤泥和碳酸鈣粉料的配比為海底淤泥60% 90%;碳酸鈣粉料10 % 40%。
本發(fā)明所述的以海底淤泥為原料的輕質陶粒的制備方法，包括以下步驟
1) 按配比將海底淤泥和碳酸鈣粉料混合在一起，攪拌均勻，得海底淤泥和碳酸鈣粉料混 合物；
2) 采用擠粒機將海底淤泥和碳酸鈣粉料混合物造粒，得混合物粒料；
3) 將混合物粒料放進回轉窯在250 29(TC下焙燒120 180min，再轉入回轉窯小窯，在 400 80(TC下焙燒60 120min，最后將粒料轉入回轉窯大窯，在900 125(TC下焙燒膨化70~ 120min，冷卻后得以海底淤泥為原料的輕質陶粒。
按質量比，海底淤泥的含水率可為25% 35%。
本發(fā)明具有以下顯著特點(1)控制海底淤泥的含水率，提高其可塑性。(2)以碳酸鈣
粉料作為膨脹劑，其在850 105(TC時分解出的C02氣體可作為膨脹氣源，提高粒料膨脹率， 以形成輕質陶粒的蜂窩狀中空骨架結構。(3)通過調整碳酸鈣粉料與海底淤泥的比例，改變 陶粒膨脹倍數的同時不降低其他性能，可燒制堆積密度為180 800 kg/m3;筒壓強度1.6 5.1 MPa的輕質陶粒。(4)原料來源豐富、成本低，工藝簡單，即能有效地解決了海底淤泥的處 置問題，變廢為寶，又能保護生態(tài)環(huán)境。
具體實施例方式
下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例l:取晾置后含水率為25X的海底淤泥0.9m3，碳酸鈣粉料0.1m3，攪拌均勻后用 擠粒機造粒。將混合物粒料加入到回轉窯中以27(TC焙燒130rain，轉入小窯中在700 750°C 下焙燒90min，然后在900 1050。C大窯中繼續(xù)焙燒120min，經冷卻后得輕質陶粒制品。陶 粒制品性能參數測試結果如下積密度為280kg/m3，筒壓強度2.3MPa，粒型系數0.95，吸水 率8.5%。
實施例2:取涼置后含水率為25X的海底淤泥0.8m3，碳酸鈣粉料0. 2m3，，攪拌均勻后用 擠粒機造粒。將混合物粒料加入到初始溫度26(TC的回轉窯中焙燒160min，在600 700。C下 的小窯中焙燒90min，然后在950 1100'C大窯中繼續(xù)焙燒110min，經冷卻后得輕質陶粒制 品。性能參數堆積密度為350 kg/m3，筒壓強度3.7MPa，粒型系數l.l，吸水率11.2%。
實施例3:取含水率為30%的海底淤泥1. 5m3，碳酸鈣粉料0. 5m3，攪拌均勻后用擠粒機造 粒。將混合物粒料加入到初始溫度255'C的回轉窯中焙燒150min，在650 75(TC下的小窯中 焙燒60min，然后在1000 1150。C大窯中繼續(xù)焙燒110min，經冷卻后得輕質陶粒制品。性能 參數堆積密度為400 kg/m3，筒壓強度1.6MPa，粒型系數1.2，吸水率13%。
實施例4:取涼置后含水率為25X的海底淤泥1.4m3，碳酸鈣粉料0. 6 m3，攪拌均勻后用 擠粒機造粒。將混合物粒料加入到初始溫度28(TC的回轉窯中焙燒150min，在400 500。C下 的小窯中焙燒120min，然后在1100 1250'C大窯中繼續(xù)焙燒70min，經冷卻后得輕質陶粒制 品。性能參數堆積密度為455 kg/m3，筒壓強度2.8MPa，粒型系數0.90，吸水率15%。
實施例5:取涼置后含水率為30^的海底淤泥1.3m3，碳酸鈣粉料0. 7m3，攪拌均勻后用 擠粒機造粒。將混合物粒料加入到初始溫度29(TC的回轉窯中焙燒120min，在500 60(TC下 的小窯中焙燒120min，然后在1000 1200。C大窯中繼續(xù)焙燒100min，經冷卻后得輕質陶粒 制品。性能參數堆積密度為180kg/m3，筒壓強度4.2MPa，粒型系數0.85，吸水率18%。
實施例6:取含水率為25X的海底淤泥1.2m3，碳酸鈣粉料0. 8m3，攪拌均勻后用擠粒機造 粒。將混合物粒料加入到初始溫度250'C的回轉窯中焙燒180min，在750 800。C下的小窯中 焙燒60min，然后在950 1200'C大窯中繼續(xù)焙燒100min，經冷卻后得輕質陶粒制品。性能 參數堆積密度為625 kg/m3，筒壓強度2.5MPa，粒型系數0.75，吸水率9.5%。
實施例7:取涼置后含水率為25%的海底淤泥1. 5m3，碳酸鈣粉料0. 5m3，攪拌均勻后用擠 粒機造粒。將混合物粒料加入到初始溫度29(TC的回轉窯中焙燒120min，在400 50(TC下的 小窯中焙燒120min，然后在1100 1250'C大窯中繼續(xù)焙燒80min，經冷卻后得輕質陶粒制品。 性能參數堆積密度為800 kg/m3，筒壓強度5.1MPa，粒型系數1.3，吸水率15%。
實施例8:取涼置后含水率為30X的海底淤泥0.85m3，碳酸鈣粉料0. 15m3，攪拌均勻后用 擠粒機造粒。將混合物粒料加入到初始溫度280。C的回轉窯中焙燒150min，在650 75(TC下 的小窯中焙燒60min，然后在1050 125(TC大窯中繼續(xù)焙燒90min，經冷卻后得輕質陶粒制 品。性能參數堆積密度為735 kg/m3，筒壓強度4,2MPa，粒型系數1.05，吸水率21%。
權利要求
1.一種以海底淤泥為原料的輕質陶粒，其特征在于其原料組成為海底淤泥和碳酸鈣粉料。
2. 如權利要求1所述的一種以海底淤泥為原料的輕質陶粒，其特征在于按體積百分比， 海底淤泥和碳酸鈣粉料的配比為海底淤泥60% 90%;碳酸鈣粉料10% 40%。
3. 如權利要求l所述的以海底淤泥為原料的輕質陶粒的制備方法，其特征在于包括以下 步驟1) 按配比將海底淤泥和碳酸鈣粉料混合在一起，攪拌均勻，得海底淤泥和碳酸鈣粉料混 合物；2) 采用擠粒機將海底淤泥和碳酸鈣粉料混合物造粒，得混合物粒料；3) 將混合物粒料放進回轉窯在250 29(TC下焙燒120 180min，再轉入回轉窯小窯，在 400 800。C下焙燒60 120min，最后將粒料轉入回轉窯大窯，在900 125(TC下焙燒膨化70 120min，冷卻后得以海底淤泥為原料的輕質陶粒。
4. 如權利要求3所述的以海底淤泥為原料的輕質陶粒的制備方法，其特征在于按質量比， 海底淤泥的含水率為25% 35%。
全文摘要
一種以海底淤泥為原料的輕質陶粒及其制備方法，涉及一種建材。提供一種以海底淤泥為原料的輕質陶粒及其制備方法。其原料組成為海底淤泥和碳酸鈣粉料。將海底淤泥和碳酸鈣粉料混合在一起，攪拌均勻，得海底淤泥和碳酸鈣粉料混合物；采用擠粒機將海底淤泥和碳酸鈣粉料混合物造粒，將混合物粒料放進回轉窯在250～290℃下焙燒120～180min，再轉入回轉窯小窯，在400～800℃下焙燒60～120min，最后將粒料轉入回轉窯大窯，在900～1250℃下焙燒膨化70～120min，冷卻后即得產物，其內部呈蜂窩狀中骨架結構，表層是紅色釉質，具有高強、抗震等優(yōu)點。
文檔編號C04B33/132GK101343172SQ20081007161
公開日2009年1月14日 申請日期2008年8月20日 優(yōu)先權日2008年8月20日
發(fā)明者凌倫杰, 張良俊, 戴李宗, 許一婷 申請人:廈門大學;廈門翔博輕集料科技有限公司