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1、10申请公布号CN104311127A43申请公布日20150128CN104311127A21申请号201410513917122申请日20140929C04B38/06200601C04B33/1320060171申请人陕西科技大学地址710021陕西省西安市未央区大学园1号72发明人武秀兰霍哲哲任强何选盟王保兴魏腾跃74专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人蔡和平54发明名称一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒及其制备方法57摘要本发明涉及一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒及其制备方法，通过分步喷入525的硼酸钠溶液，干燥时溶解于水中的随着水分向表面扩散富集于生料球表面壳层，烧成。
2、过程中表面层的钠离子与其它物质反应形成易熔物质，起到助烧结剂的作用，生料球的表面层以下助烧结剂中钠离子含量很低，在表面层烧结温度下烧成的陶粒，吸水率较小，但表面层以下核心区域未烧结密度较低，最终得到吸水率小同时整体密度低的轻质陶粒。本发明解决了陶粒既要求吸水率小、强度高，又要求容重小的问题。本发明硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒的制备方法工艺简单，操作安全，可大批量生产，且成本低。51INTCL权利要求书1页说明书8页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图2页10申请公布号CN104311127ACN104311127A1/1页21一种硼酸钠表面助烧结的。
3、轻质陶粒的制备方法，其特征在于包括以下步骤1取原料以质量百分比计065的粉煤灰、3595的粘土、065的陶瓷废料和065的粘土尾矿；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；2将步骤1制备的坯料和成孔剂以质量比100520混合，得到混合料；3将步骤2制备的混合料进行成球处理获得生料球，且在成球处理中将浓度为525的硼酸钠水溶液喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球总质量的815；4将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；5将步骤4得到的干燥生料球在9001200下进行烧成处理35小时，后冷却得到硼酸钠表。
4、面助烧结的轻质陶粒。2根据权利要求1所述的一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒的制备方法，其特征在于所述的步骤2中成孔剂为煤粉，颗粒度小于0125MM。3根据权利要求1所述的一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒的制备方法，其特征在于步骤3中硼酸钠水溶液为间歇式喷洒。4根据权利要求1所述的一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒的制备方法，其特征在于所述的步骤3中成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料。5根据权利要求1所述的一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒的制备方法，其特征在于所述的步骤3中成球处理的设备为糖衣机。6根据权利要求1所述的一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒的制备方法，其特征在于所述的步骤5中烧成处理的设备。
5、为回转窑。7权利要求1所述的制备方法制得的硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒，其特征在于其表面烧结致密，内部未烧结呈多孔状，吸水率小于5，容重为86371139533KG/M3。权利要求书CN104311127A1/8页3一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒及其制备方法技术领域0001本发明属于建筑新材料技术领域，具体涉及一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒及其制备方法。背景技术0002陶粒是以粘土，工业废渣、废料、尾矿、低质页岩等为原料，添加少量粘结剂和添加剂，经过混合、成球高温烧结等传统工艺过程而制成轻骨料，其具有容重轻、强度高、导热性低、耐火度较高、保温防冻抗腐蚀、抗冲击、抗震、耐磨无放射物无有害物等特点，。
6、是一种优质的绿色建筑材料。由于陶粒的吸水性能严重影响了陶粒混凝土的和易性和胶结能力，所以需要添加易烧结矿物、废渣等烧结助剂来提高陶粒的烧结程度，减小陶粒的吸水率。烧结助剂与原料混合均匀，降低了陶粒的烧结温度，使陶粒致密，同时增大了陶粒比重，降低了陶粒的隔热隔音效果而限制了陶粒的使用。烧胀陶粒虽然解决了陶粒的吸水率和隔热隔音的问题，但是要求其生产原料必须是可烧胀原料，这种原料在自然界中很少，再一方面陶粒生产是在高温下膨化而形成的中空球体，能耗较高、陶粒强度不高，由原料的性能来保证产品性能和尺寸，工艺难控制。发明内容0003本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的缺点，提供一种硼酸钠表面助烧结的轻。
7、质陶粒及其制备方法，具有表面烧结致密，整体密度低，吸水率小，强度高，制备工艺简单的优点。0004为实现上述目的，一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒制备方法，采用以下技术方案包括以下步骤00051取原料以质量百分比计065的粉煤灰、3595的粘土、065的陶瓷废料和065的粘土尾矿；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；00062将步骤1制备的坯料和成孔剂以质量比100520混合，得到混合料；00073将步骤2制备的混合料进行成球处理获得生料球，且在成球处理中将浓度为525的硼酸钠水溶液喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料。
8、球总质量的815；00084将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；00095将步骤4得到的干燥生料球在9001200下进行烧成处理35小时，后冷却得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0010所述的步骤2中成孔剂为煤粉，颗粒度小于0125MM。0011步骤3中硼酸钠水溶液为间歇式喷洒。0012所述的步骤3中成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料。0013所述的步骤3中成球处理的设备为糖衣机。说明书CN104311127A2/8页40014所述的步骤5中烧成处理的设备为回转窑。0015一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒其表面烧结致密，内部未烧结呈多孔状，吸水率小于5，容重为8637。
9、1139533KG/M3。0016一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒制备方法具有以下的有益效果相比较现有技术，通过将硼酸钠助烧结剂以喷洒的形式加入，且硼酸钠溶液浓度为525，钠以钠离子的形式存在于溶液中，干燥时湿生料球中溶解于水中的钠离子随水分向生料球表面扩散，水分被蒸发后钠离子富集于生料球表面壳层，烧成过程中表面层的钠离子与其它物质反应形成易熔物质，在9001200熔融，促进表面层烧结，起到助烧结剂的作用。生料球的表面层以下助烧结剂中钠离子含量低，在表面层烧结温度下烧成的陶粒，吸水率较小，但表面层以下核心区域未烧结密度较低，最终得到吸水率小同时整体密度低的硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。所采用的烧结。
10、助剂硼酸钠成本低，加入量易控制。本发明硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒的制备方法具有工艺简单，操作安全，可大批量生产，且成本低等优点。0017制得的一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒，表面烧结致密，内部未烧结呈多孔状，整体密度低；陶粒强度高，容重小，具有良好的隔热隔音效果。本发明制得的硼酸钠烧结助剂主要在700900起助烧结作用。附图说明0018图1是本发明方法的工艺流程图；0019图2为实施例12所制备的陶粒断面微观结构图。具体实施方式0020下面结合附图，对本发明作进一步说明。0021参见图1和2，一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒制备方法包括以下步骤00221取原料以质量百分比计065的粉煤灰、359。
11、5的粘土、065的陶瓷废料和065的粘土尾矿；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；00232将步骤1制备的坯料和颗粒度小于0125MM的成孔剂以质量比100520混合，得到混合料；00243将步骤2制备的混合料放入糖衣机中进行成球处理获得生料球，成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料，且在成球处理中将浓度为525的硼酸钠水溶液间歇式喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球总质量的815；00254将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；00265将步骤4得到的干燥生料球放入回转窑中在900120。
12、0下进行烧成处理35小时，后冷却得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0027一种硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒，其表面烧结致密，内部未烧结呈多孔状，吸水率小于5，容重为86371139533KG/M3。0028所述成孔剂为煤粉。0029表1为实施例1至实施例12中各个组分的添加含量及烧成时间、温度和制得物质的吸水率与容重。说明书CN104311127A3/8页50030表100310032说明书CN104311127A4/8页60033实施例100341取原料以质量百分比计65的粉煤灰和35的粘土；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；00。
13、352将步骤1制备的坯料和颗粒度小于0125MM的成孔剂以质量比1005混合，得到混合料；00363将步骤2制备的混合料放入糖衣机中进行成球处理获得生料球，成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料，且在成球处理中将浓度为5的硼酸钠水溶液间歇式喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球总质量的8；00374将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；00385将步骤4得到的干燥生料球放入回转窑中在1200下进行烧成处理3小时，后冷却得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0039吸水率292，容重为120327KG/M3。说明书CN104311127A5/8页70040实施例。
14、200411取原料以质量百分比计35的粘土和65的陶瓷废料的混合物；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；00422将步骤1制备的坯料和颗粒度小于0125MM的成孔剂以质量比1006混合，得到混合料；00433将步骤2制备的混合料放入糖衣机中进行成球处理获得生料球，成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料，且在成球处理中将浓度为8的硼酸钠水溶液间歇式喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球总质量的9；00444将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；00455将步骤4得到的干燥生料球放入回转窑中在1。
15、150下进行烧成处理35小时，后冷却得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0046吸水率381，容重为125671KG/M3。0047实施例300481取原料以质量百分比计35的粘土和65的粘土尾矿的混合物；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；00492将步骤1制备的坯料和颗粒度小于0125MM的成孔剂以质量比1007混合，得到混合料；00503将步骤2制备的混合料放入糖衣机中进行成球处理获得生料球，成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料，且在成球处理中将浓度为10的硼酸钠水溶液间歇式喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占。
16、生料球总质量的10；00514将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；00525将步骤4得到的干燥生料球放入回转窑中在1100下进行烧成处理4小时，后冷却得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0053吸水率346，容重为118624KG/M3。0054实施例400551取原料以质量百分比计20的粉煤灰、65的粘土和15的陶瓷废料的混合物；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；00562将步骤1制备的坯料和颗粒度小于0125MM的成孔剂以质量比1009混合，得到混合料；00573将步骤2制备的混合料放入糖衣机中进行成球处理。
17、获得生料球，成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料，且在成球处理中将浓度为13的硼酸钠水溶液间歇式喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球总质量的11；00584将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；00595将步骤4得到的干燥生料球放入回转窑中在1000下进行烧成处理45小时，后冷却得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0060吸水率476，容重为10595KG/M3。说明书CN104311127A6/8页80061实施例500621取原料以质量百分比计20的粘土、40的陶瓷废料和40的粘土尾矿的混合物；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗。
18、粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；00632将步骤1制备的坯料和颗粒度小于0125MM的成孔剂以质量比10010混合，得到混合料；00643将步骤2制备的混合料放入糖衣机中进行成球处理获得生料球，成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料，且在成球处理中将浓度为15的硼酸钠水溶液间歇式喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球总质量的12；00654将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；00665将步骤4得到的干燥生料球放入回转窑中在900下进行烧成处理5小时，后冷却得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0067吸水率452，容重为90348KG/M3。00。
19、68实施例600691取原料以质量百分比计30的粉煤灰、35的粘土和35的粘土尾矿的混合物；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；00702将步骤1制备的坯料和颗粒度小于0125MM的成孔剂以质量比10013混合，得到混合料；00713将步骤2制备的混合料放入糖衣机中进行成球处理获得生料球，成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料，且在成球处理中将浓度为18的硼酸钠水溶液间歇式喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球总质量的13；00724将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；00735将步骤4得。
20、到的干燥生料球放入回转窑中在1200下进行烧成处理3小时，后冷却得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0074吸水率123，容重为138321KG/M3。0075实施例700761取原料以质量百分比计1的粉煤灰、95的粘土、2的陶瓷废料和2的粘土尾矿的混合物；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；00772将步骤1制备的坯料和颗粒度小于0125MM的成孔剂以质量比10015混合，得到混合料；00783将步骤2制备的混合料放入糖衣机中进行成球处理获得生料球，成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料，且在成球处理中将浓度为20的硼酸钠水溶液。
21、间歇式喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球总质量的14；00794将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；00805将步骤4得到的干燥生料球放入回转窑中在900下进行烧成处理5小时，后冷却得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0081吸水率478，容重为86371KG/M3。说明书CN104311127A7/8页90082实施例800831取原料以质量百分比计20的粉煤灰、40的粘土、20的陶瓷废料和20的粘土尾矿的混合物；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；00842将步骤1制备的坯料和颗粒度小于0。
22、125MM的成孔剂以质量比10018混合，得到混合料；00853将步骤2制备的混合料放入糖衣机中进行成球处理获得生料球，成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料，且在成球处理中将浓度为21的硼酸钠水溶液间歇式喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球总质量的15；00864将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；00875将步骤4得到的干燥生料球放入回转窑中在1000下进行烧成处理5小时，后冷却得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0088吸水率384，容重为130612KG/M3。0089实施例900901取原料以质量百分比计30的粉煤灰、35的粘土、20的陶瓷废料。
23、和15的粘土尾矿的混合物；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；00912将步骤1制备的坯料和颗粒度小于0125MM的成孔剂以质量比10020混合，得到混合料；00923将步骤2制备的混合料放入糖衣机中进行成球处理获得生料球，成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料，且在成球处理中将浓度为23的硼酸钠水溶液间歇式喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球总质量的10；00934将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；00945将步骤4得到的干燥生料球放入回转窑中在1170下进行烧成处理34小时，后冷却。
24、得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0095吸水率148，容重为139533KG/M3。0096实施例1000971取原料以质量百分比计45的粉煤灰、50的粘土、2的陶瓷废料和3的粘土尾矿的混合物；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；00982将步骤1制备的坯料和颗粒度小于0125MM的成孔剂以质量比10016混合，得到混合料；00993将步骤2制备的混合料放入糖衣机中进行成球处理获得生料球，成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料，且在成球处理中将浓度为25的硼酸钠水溶液间歇式喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球。
25、总质量的115；01004将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；01015将步骤4得到的干燥生料球放入回转窑中在950下进行烧成处理46小时，后冷却得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0102吸水率407，容重为122729KG/M3。说明书CN104311127A8/8页100103实施例1101041取原料以质量百分比计10的粉煤灰、70的粘土、15的陶瓷废料和5的粘土尾矿的混合物；将原料混合后进行球磨、干燥和研细处理后得坯料备用；其中颗粒度小于65M的坯料占坯料总质量的90以上；01052将步骤1制备的坯料和颗粒度小于0125MM的成孔剂以质量比10017混合，得到混合料。
26、；01063将步骤2制备的混合料放入糖衣机中进行成球处理获得生料球，成球过程中，根据成球状况以间歇式加入混合料，且在成球处理中将浓度为9的硼酸钠水溶液间歇式喷至混合料上，获得的生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球总质量的85；01074将步骤3得到的生料球进行过筛处理，并干燥，得到干燥生料球；01085将步骤4得到的干燥生料球放入回转窑中在1080下进行烧成处理37小时，后冷却得到硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0109吸水率355，容重为124726KG/M3。0110实施例120111称取配比为粉煤灰40，大同土为60的原料球磨混合均匀，球磨后干燥研细过80目筛得到坯料备用；将坯料与粒度小于01。
27、25MM的煤粉混合均匀，成孔剂与坯料的比例为20100；根据设备生产能力将2KG混合料放入成球机中滚动，用喷雾装置将预先配制好的20的硼酸钠水溶液间歇式喷至混合料上成球，生料球中硼酸钠水溶液的含量占生料球总质量的145，根据成球状况间歇式加入混合料干粉，成球机继续滚动，微球逐渐长大，生料球达到要求的尺寸5MM后成球结束；将生料球过筛，除去粒径大于或小于要求尺寸的生料球，然后将成品放入干燥设备中干燥；将干燥后的生料球放入回转窑在1150烧成35小时；最后，将烧成后的陶粒进行筛分选，得到符合尺寸要求的硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒。0112吸水率215，容重为132730KG/M3。0113获得的硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒最后根据需要进行筛分处理，得到最终所需尺寸的产品。0114本发明具有以下优点制得的陶粒表面烧结致密，内部未烧结呈多孔状，整体密度低；陶粒强度高，容重小，具有良好的隔热隔音效果；所采用的烧结助剂硼酸钠成本低，加入量易控制。本发明硼酸钠表面助烧结的轻质陶粒的制备方法具有工艺简单，操作安全，可大批量生产，且成本低等优点。本发明制得的硼酸钠烧结助剂主要在700900起助烧结作用。说明书CN104311127A101/2页11图1说明书附图CN104311127A112/2页12图2说明书附图CN104311127A12。