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1、(10)申请公布号 CN 104291855 A (43)申请公布日 2015.01.21 C N 1 0 4 2 9 1 8 5 5 A (21)申请号 201410514756.8 (22)申请日 2014.09.29 C04B 38/06(2006.01) C04B 33/13(2006.01) (71)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)发明人任强 王保兴 武秀兰 何选盟 霍哲哲 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 一种氯化钙表面助烧结的轻质陶粒及其制备 方法 (57) 摘。
2、要 本发明涉及一种氯化钙表面助烧结的轻质陶 粒及其制备方法，通过分步喷入525的氯 化钙溶液，干燥时溶解于水中的钙离子随着水分 向表面扩散富集于生料球表面壳层，烧成过程中 表面层的钙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 结剂中钙离子含量很低，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。本发明氯化钙 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。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页。
3、 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 CN 104291855 A CN 104291855 A 1/1页 2 1.一种氯化钙表面助烧结的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：0-65的粉煤灰、35-95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100：(520)混合，得到混合料； 3)将步骤2)制备的混合料进。
4、行成球处理获得生料球，且在成球处理中将浓度为5 25的氯化钙水溶液喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙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 得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 2.根据权利要求1所述的一种氯化钙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0.125mm。 3.根据权利要求1所述的一种氯化钙表面助烧结的轻质陶粒的制备方法，其特征在 于：步骤3)中氯化钙水溶液为间歇式喷洒。 4.根据权利要求1所述的一。
5、种氯化钙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所述的一种氯化钙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所述的一种氯化钙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)中烧成处理的设备为回转窑。 7.权利要求1所述的制备方法制得的氯化钙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891.181427.37Kg/m 3 。 权 利 要 求 书CN 104291855 A 1/8页 3 一。
6、种氯化钙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，具体涉及一种氯化钙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，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。
7、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，提供一种氯化钙表面助烧结 的轻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，一种氯化钙表面助烧结的轻质陶粒制备方法，采用以下技术方。
8、 案：包括以下步骤： 0005 1)取原料以质量百分比计：0-65的粉煤灰、35-95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； 0006 2)将步骤1)制备的坯料和成孔剂以质量比100：(520)混合，得到混合料； 0007 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的氯化钙水溶液喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球 总质量的815； 0008 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； 0009 5)将步骤4。
9、)得到的干燥生料球在9001200下进行烧成处理35小时，后 冷却得到氯化钙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0.125mm。 0011 步骤3)中氯化钙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CN 104291855 A 2/8页 4 0014 所述的步骤5)中烧成处理的设备为回转窑。 0015 一种氯化钙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891.181427.37Kg/m 3 。 0016 。
10、一种氯化钙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，通过将氯化钙助烧结剂以喷洒的形式加入，且氯化钙溶液浓度为525，钙以钙 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钙离子随水分向生料球表面扩 散，水分被蒸发后钙离子富集于生料球表面壳层，烧成过程中表面层的钙离子与其它物质 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钙离子含量低，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氯化钙表面助 烧结的轻质陶粒。所采用的烧结助剂氯化钙成本低，。
11、加入量易控制。本发明氯化钙表面助 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 制得的一种氯化钙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。另外，本发明制得的氯化钙烧 结助剂具有防冻效果，可以用于北方严寒地方生产的陶粒。 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2，一种氯化钙表面助烧结的轻质陶粒制备方法包括以下步骤： 0022 1)取。
12、原料以质量百分比计：0-65的粉煤灰、35-95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； 0023 2)将步骤1)制备的坯料和颗粒度小于0.125mm的成孔剂以质量比100：(520) 混合，得到混合料； 0024 3)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的氯化钙水溶液 间歇式喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球总质量的815； 0025 4)将步骤3)得到的生料球进行过筛处。
13、理，并干燥，得到干燥生料球； 0026 5)将步骤4)得到的干燥生料球放入回转窑中在9001200下进行烧成处理 35小时，后冷却得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 0027 一种氯化钙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891.181427.37Kg/m 3 。 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CN 104291855 A 3/8页 5 0030 表1 0031 0032 说 明 书CN 104291855 A 4/8页 6 0033 实施例。
14、1： 0034 1)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； 0035 2)将步骤1)制备的坯料和颗粒度小于0.125mm的成孔剂以质量比100：5混合， 得到混合料； 0036 3)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的氯化钙水溶液间歇式 喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球总质量的8； 0037 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； 0038 。
15、5)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， 后冷却得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 说 明 书CN 104291855 A 5/8页 7 0039 吸水率2.92，容重为1203.27Kg/m 3 。 0040 实施例2： 0041 1)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； 0042 2)将步骤1)制备的坯料和颗粒度小于0.125mm的成孔剂以质量比100：6混合， 得到混合料； 0043 3)将步骤2)制备的混合料放入糖衣机中进行成球处。
16、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的氯化钙水溶液间歇式 喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球总质量的9； 0044 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； 0045 5)将步骤4)得到的干燥生料球放入回转窑中在1150下进行烧成处理3.5小 时，后冷却得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 0046 吸水率3.81，容重为1256.71Kg/m 3 。 0047 实施例3： 0048 1)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。
17、小于65m的坯料占坯料总质量 的90以上； 0049 2)将步骤1)制备的坯料和颗粒度小于0.125mm的成孔剂以质量比100：7混合， 得到混合料； 0050 3)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的氯化钙水溶液间歇式 喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球总质量的10； 0051 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； 0052 5)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， 后冷却得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 0053 。
18、吸水率3.46，容重为1186.24Kg/m 3 。 0054 实施例4： 0055 1)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； 0056 2)将步骤1)制备的坯料和颗粒度小于0.125mm的成孔剂以质量比100：9混合， 得到混合料； 0057 3)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13的氯化钙水溶液间歇式 喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球总质。
19、量的11； 0058 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； 0059 5)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4.5小 时，后冷却得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 说 明 书CN 104291855 A 6/8页 8 0060 吸水率4.76，容重为1059.5Kg/m 3 。 0061 实施例5： 0062 1)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；其中颗粒度小于65m的坯 料占坯料总质量的90以上； 0063 2)将步骤1)制备的坯料和颗粒度小于0.。
20、125mm的成孔剂以质量比100：10混合， 得到混合料； 0064 3)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的氯化钙水溶液间歇式 喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球总质量的12； 0065 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； 0066 5)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 冷却得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 0067 吸水率4.52，容重为903.48Kg/m 3 。 0068 实施例6： 0069 1)取原料。
21、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； 0070 2)将步骤1)制备的坯料和颗粒度小于0.125mm的成孔剂以质量比100：13混合， 得到混合料； 0071 3)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的氯化钙水溶液间歇式 喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球总质量的13； 0072 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； 007。
22、3 5)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， 后冷却得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 0074 吸水率1.23，容重为1383.21Kg/m 3 。 0075 实施例7： 0076 1)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； 0077 2)将步骤1)制备的坯料和颗粒度小于0.125mm的成孔剂以质量比100：15混合， 得到混合料； 0078 3)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。
23、， 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的氯化钙水溶液间歇式 喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球总质量的14； 0079 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； 0080 5)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 冷却得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 说 明 书CN 104291855 A 7/8页 9 0081 吸水率4.78，容重为891.18Kg/m 3 。 0082 实施例8： 0083 1)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。
24、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； 0084 2)将步骤1)制备的坯料和颗粒度小于0.125mm的成孔剂以质量比100：18混合， 得到混合料； 0085 3)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的氯化钙水溶液间歇式 喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球总质量的15； 0086 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； 0087 5)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。
25、小时， 后冷却得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 0088 吸水率3.84，容重为1306.12Kg/m 3 。 0089 实施例9： 0090 1)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； 0091 2)将步骤1)制备的坯料和颗粒度小于0.125mm的成孔剂以质量比100：20混合， 得到混合料； 0092 3)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的氯。
26、化钙水溶液间歇式 喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球总质量的10； 0093 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； 0094 5)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3.4小 时，后冷却得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 0095 吸水率1.48，容重为1427.37Kg/m 3 。 0096 实施例10： 0097 1)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； 0098 2)。
27、将步骤1)制备的坯料和颗粒度小于0.125mm的成孔剂以质量比100：16混合， 得到混合料； 0099 3)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的氯化钙水溶液间歇式 喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球总质量的11.5； 0100 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； 0101 5)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4.6小时， 后冷却得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 说 明 书CN 104291855 A 8/8页 10 01。
28、02 吸水率4.07，容重为1227.29Kg/m 3 。 0103 实施例11： 0104 1)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； 0105 2)将步骤1)制备的坯料和颗粒度小于0.125mm的成孔剂以质量比100：17混合， 得到混合料； 0106 3)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的氯化钙水溶液间歇式 喷至混合料上，获得的生料球中氯化钙水。
29、溶液的含量占生料球总质量的8.5； 0107 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； 0108 5)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3.7小 时，后冷却得到氯化钙表面助烧结的轻质陶粒。 0109 吸水率3.55，容重为1247.26Kg/m 3 。 0110 实施例12： 0111 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0.125mm的煤粉混合均匀，成孔剂与坯料的比例 为20:100；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的氯化。
30、钙水溶液间歇式喷至混合料上成球，生料球中氯化钙水溶液的含量占生料球 总质量的14.5，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 3.5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氯化钙表面助烧结的轻 质陶粒。 0112 吸水率2.15，容重为1327.30Kg/m 3 。 0113 获得的氯化钙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；所采用的烧结助剂氯化钙成本低，加 入量易控制。本发明氯化钙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。另外，本发明制得的氯化钙烧结助剂具有防冻效果，可以用 于北方严寒地方生产的陶粒。 说 明 书CN 104291855 A 10 1/2页 11 图1 说 明 书 附 图CN 104291855 A 11 2/2页 12 图2 说 明 书 附 图CN 104291855 A 12 。