固体废弃物用于陶粒的生产制备研究

* 基金项目： 国家自然科学基金 （ NO： 40773069） 。 作者简介： 高文龙 （ 1988 － ） ，男，贵州大学硕士研究生，主要从事工业废弃物资源化利用研究。 通讯作者： 陈烨，副教授。
Key words： solid wastes； ceramsite； fly ash； red mud； phosphorous slag
陶粒是以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰、污泥及工业固体 废弃物等为主要原料，掺加少量添加剂，经造粒成球和焙烧所 制得的陶质的颗粒，是一种人造轻骨料［1］。其外壳表面粗糙而 坚硬，内部多孔，粒径一般在 5 ～ 20 mm 之间，而小于 5 mm 的 称为陶砂［2 － 3］。陶粒作为一种人造轻骨料，具有优异的性能。 其密度小、筒压强度高、孔隙率高、软化系数高、抗冻性良好 和抗碱集料反应能力强等，因此广泛应用于建材、过滤吸音材 料及园林园艺，并且在其他领域的应用还在不断扩大。
第 41 卷工 Guangzhou Chemical Industry
Vol. 41 No. 2 January. 2013
特 稿 固体废弃物用于陶粒的生产制备研究*
高文龙，陈 烨，李向东，曹 旭
( 贵州大学化学与化工学院，贵州 贵阳 550003)
摘 要： 陶粒作为一种人造轻骨料，具有优异的性能，广泛应用于建筑行业。本文主要介绍了采用不同固体废弃物烧制陶
陶粒的种类繁多，按使用的原料不同可分为页岩陶粒、粘 土陶粒、粉煤灰陶粒、煤矸石陶粒和垃圾陶粒等。按强度可分 为普通陶粒和高强陶粒。按密度可分为一般密度陶粒、超轻密 度陶粒和特轻密度陶粒。按形状可分为碎石型陶粒、圆球形陶
粒和圆柱形陶粒。按生产工艺可以分为免烧型陶粒、烧结型陶 粒和烧胀型陶粒等［1，3，5］。
粒的主要性能，及国内外不同生产工艺下陶粒生产研究，并且对不同生产工艺的优缺点进行了对比。通过对贵州省主要固体废弃 物的化学成分分析，表明用这些固体废弃物制备陶粒是可行的，希望我国固体废弃物用于陶粒生产早日实现大规模产业化。
关键词： 固体废弃物； 陶粒； 粉煤灰； 赤泥； 磷渣
中图分类号： TQ09
文献标识码： A
Abstract： As a kind of qualitative light with excellent performance，ceramsite was widely used in construction industry. The properties of different kinds of ceramisite made from solid waste and the study of different production processes at home and abroad were mainly introduced. A comparison of the advantages and disadvantages of the different production processes were discussed. That ceramisite with the solid waste was feasible through the analysis of the chemical composition of solid waste in Guizhou，and hope to early realization of large － scale industrialization of solid waste for the ceramsite production.
文章编号： 1001 － 9677（ 2013） 02 － 0001 － 05
Study on Preparation of Ceramisite from Solid Waste*
GAO Wen － long，CHEN Ye，LI Xiang － dong，CAO Xu （ School of Chemistry and Chemical Engineering，Guizhou University，Guizhou Guiyang 550003，China）
1 不同生产工艺下陶粒生产研究
1. 1 烧结型陶粒
烧结型陶粒是指在烧制过程中不发生体积膨胀，密度大于 600 kg / m3 的陶粒［3］。该陶粒内部只有很少细微的气孔 （ 大多 是连通、开放的） ，主体结构比较致密，一般密度比较大，但 是相应强度高，筒压强度一般在 3. 0 ～ 7. 0 MPa。高强陶粒的强
现在使用量最大的陶粒仍然是以页岩和黏土等为主要原料 制备的，但由于页岩、黏土是不可再生资源，大量使用严重破 坏土地资源和生态环境，因此我们希望能寻找一些新型替代原 材料。随着社会生产的发展，各种固体废弃物的排放量越来越 大，固体废弃物的随意堆放不仅占用大量土地资源，而且给生 态环境造成了严重的危害。研究表明［1，5，6 － 10］，利用粉煤灰、煤 矸石、污泥、赤泥及其它固体废弃物制备陶粒具有可行性，生 产过程中不但吃渣量大，且所得陶粒性能更优于页岩陶粒和粘 土陶粒，具有良好的环境效益、经济效益和社会效益。本文综 述了固体废弃物制备陶粒的研究和应用概况，着重分析如何利 用贵州本地固体废弃物进行陶粒的生产制备。最后对固体废弃 物制备陶粒的发展趋势进行了展望。
自从 1913 年美国人海德 （ S. J. Hayde） 成功研制出页岩陶 粒以来，陶粒在国外的应用取得了很大的发展，并在 20 世纪 60 年代达到黄金时代，20 世纪 80 年代以后陶粒的发展出现了 萎缩，但是进入 21 世纪后陶粒又进入了新的发展阶段。陶粒 在发展过程中形成了英国、丹麦、日本、荷兰和美国五大代表 性的生产技术体系［4］。而我国主要是在 20 世纪 50 年代开始关 于陶粒的研究，1966 年在天津市建立了第一条陶粒生产线，20 世纪 70 年代进入初步发展阶段，90 年代进入快速发展时期， 经过多年的发展我国已经成为世界陶粒生产大国。