烧胀型轻质粉煤灰陶粒的研制与生产.pdf

烧胀型轻质粉煤灰陶粒的研制与生产 赵传文1朱广祥2赵字昕3 (1、哈尔滨工业大学材料学院建材系150006：2、黑龙江省寒地建筑科学研究院150080： 3、北京世源科技工程有限公司 100840) 摘要：本文探讨了粉煤灰陶粒的膨胀机理．阐述了烧胀型轻质粉煤灰陶粒的原材料及 配比，生产工艺过程及产品的技术性能．指出该产品比粘土陶粒及烧结粉煤灰 陶粒更具优越性，发展前景更好．’并且对该产品的投资及效益进行了讨论． 关键词：烧胀粉煤灰陶粒 烧胀型轻质粉煤灰陶粒是以热电厂的湿排粉煤灰为主要原材料(干灰亦可)，掺加 加适量的粘结剂(粘土、页岩粉、矸石粉、膨润土等)及少量助剂，经过计量配料、混 合搅拌、造粒选粒、干燥焙烧、冷却、筛分等工序而制成的一种人造轻骨料。 本课题于1993年被列为哈尔滨市科委科技攻关项目而立项，在1996年及1999年 分别完成了实验室《小试》和工业化生产《中试》的技术鉴定工作。2003年建成国内第 一条烧胀型轻质粉煤灰陶粒生产线，并于当年投产，项目一期年产3万m3。该厂生产 的500级及800级的陶粒产品，经黑龙江省建材质量检测站测试，各项技术指标均符合 国家《轻骨料》标准《GB／T17431．1．1998)要求。 l膨胀机理的探讨 关于粉煤灰陶粒的膨胀机理，国内外学者和研究人员做了大量而卓有成效的研究。 有的认为粉煤灰中含碳量高，不利于高温下膨胀。从而提出只有通过有效的控制碳铁比 在一定的范围内才能膨胀的“碳铁比静理论。n’有的认为粉煤矿灰中A1203含量高则影 响陶粒在高温下的膨胀。因此，必须首先降低粉煤灰中的舢203含量才能烧制出膨胀型 的粉煤灰陶粒。此外，还有一些其他观点，在此不再一一陈述。 笔者经过大量的研究与试验，认为粉煤灰陶粒必须同时具备以下两个条件才能膨 胀。其一是在某一温度下．料球能产生适宜粘度的液相，使料球本身软化：其二是在该 温度下，料球软化的同时其内部能产生一定数量的气体。此外，在研制的过程中也证实 了粉煤灰中～203含量高是影响陶粒膨胀的—个因素。关于引起料球膨胀的气体可能来 自铁的氧化还原反应。这个反应以下式表式： f 2Fe20s+6C-*4Fe+6CO 3Fe203+CO-*-2Fe30a+C02 f Fe304．+CO--3FeO+C02 根据上述机理，在配料时要采取相应措施，掺入适量助剂，就能够烧出烧胀型轻质 粉煤灰陶粒。 2原材料及配比 62 2．1粉煤灰 笔者所在的哈尔滨地区粉煤灰资源非常丰富，三个大型火力发电厂年排灰量达100 多万吨。哈尔滨市三个主要火力发电厂的粉煤灰化学成分见表l。 粉煤灰化学成化％ 表1 产地 ∞ MnO Si02A1203Fe203 MgOTi02K20Na20 s03Los 哈一电厂 64．8 23．1 3．92 0．42 0．62 1．O 3．60 0．60 0．05 0．47 1．98 哈二电厂 61．0 24．393．98 0．43 O．70 1．1l 3．73 0．43 0．1l O．15 3．64 哈三电厂 62．3521．493．62 1．87 1．53 0．62 2．62 0．90 0．08 0．23 2．68 经X-衍射分析，粉煤灰中的主要晶体矿物为石英、莫来石等。此外，有大量的玻 璃体存在。而且三个电厂的粉煤灰中越203含量都比较高，对陶粒的烧成增加了难度。 2．2粘结剂 ．．．…．． ． 粘结剂的主要作用是把没有粘结性的粉煤灰粘结在一起使之具有一定塑性便于造 粒。粘结剂的选用要本着因地制宜，就地取材的原则，以便降低成本。可以选用粘土、 页岩粉、矸石粉、膨润土等作为粘结剂。本生产线选用粘土为粘结剂。粘土的化学成分 见表2，物理性能见表3。