申请日2010.03.03
公开(公告)日2012.04.11
IPC分类号C04B14/10; C04B18/18
摘要
本发明涉及使用冷轧和热轧机污泥以及粘土作为主要原材料生产人工轻骨料的方法，具体来说，涉及使用冷轧和热轧机污泥以及粘土作为主要原材料生产人工轻骨料的方法，其中人工轻骨料的绝对干比重为0.8-1.5，吸水率为5-20%。根据本发明生产的人工轻骨料以冷轧和热轧机污泥，也就是炼钢业的副产物作为主要原材料，因此，不需要额外的起泡剂，这可以将炼钢废料进行循环利用以获得更高的经济效益，还可以减少废料以解决环境污染问题。
权利要求书
1.一种人工轻骨料，其使用冷轧和热轧机污泥和粘土为主要原材料生产，并且该轻骨料的绝对干比重为0.8-1.5，吸水率为5-20%。
2.一种生产绝对干比重为0.8-1.5，吸水率为5-20%的人工轻骨料的方法，该方法包括以下步骤：
(a) 混合5-90重量份的冷轧和热轧机污泥，10-120重量份的粘土;
(b) 铸造该混合物;
(c) 干燥铸造后的材料;
(d) 煅烧干燥后的材料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(b)中的所述铸造是粒化铸造或挤压铸造。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(d)中的所述煅烧在电炉或回转炉中进行。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(b)中的所述煅烧在950-1200℃的温度下进行。
说明书
使用冷轧和热轧机污泥生产人工轻骨料的方法
技术领域
本发明涉及使用冷轧和热轧机污泥以及粘土作为主要原材料生产人 工轻骨料的方法，具体来说，涉及使用冷轧和热轧机污泥以及粘土作为主 要原材料生产人工轻骨料的方法，其中人工轻骨料的绝对干比重为0.8-1.5， 吸水率为5-20%。
背景技术
根据现有技术，利用自然材料制造轻骨料需要的原材料包括起泡剂， 例如膨胀页岩和膨胀粘土。由于轻骨料的质量取决于起泡剂的配料方法和 含量，因此保证高质量的原材料对于轻骨料的生产而言十分重要。这样的 原材料仅在几个国家生产，但是韩国没有该原材料。因此，为获得高质量 的轻骨料，在生产轻骨料的原材料中添加一些例如Fe2O3和C这样的成分。 这些成分在轻骨料的生产成本中占了很大一部分，同时给轻骨料的生产带 来了许多限制。
近年来，一些研究正致力于用有成本效益的方法，使用工业废弃物生 产轻便骨料。
通常，炼钢产生的副产物包括残渣(炉渣和炼钢渣)、污泥(炼钢污泥、 石灰污泥、冷轧和热轧机污泥、灰泥、废水处理区的污泥和连续铸造污泥)， 废尘(烧结R/EP尘、烧结W/EP/尘、石灰B/F尘、炼钢E/P尘和炼钢B/F 尘)和炉底灰。这些炼钢产生的副产物包含SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、 MgO、Na2O、K2O、TiO2、P2O5、Cr2O3、MnO、C等等，它们在炼钢过 程中是循环利用的，但冷轧和热轧机污泥的循环利用率非常低，因为它含 有如油性成分等杂质。在韩国，冷轧和热轧机每年产生的污泥数量多于 200,000公吨，并且基本都填埋了。冷轧和热轧机的污泥还带来了这样的 问题：其中的化学成分大多包含重金属，其对人体危害相当大，其回收还 会引发二次环境污染问题。
早期公开的韩国专利申请号2003-0069692披露了一种使用含有磷酸 盐的废水污泥生产具有磷灰石结晶体结构的轻骨料的方法，其中，用具有 大约60%的铁成分的炼钢污泥作为起泡剂，按重量计算的5-15%的量，来 生产轻骨料。然而，上述轻骨料生产方法遇到了一个问题：当添加的炼钢 污泥的量大于15%时，获得的产品会有厚块颜色，其会降低产品的畅销度， 因此，炼钢污泥的循环利用十分有限。
此外，韩国专利注册号662,812披露了一种生产超轻骨料的方法，其 包括向原始污水污泥中添加20-30重量份的干的炼钢污泥。由于原始污水 污泥中的水分含量大约为80%，因此它不能被铸型。为解决这一问题， 韩国专利注册号662,812披露的方法意在通过向水分中添加大约20-30% 的干的炼钢污泥来形成这种轻骨料，从而降低轻骨料的干燥成本。
与轻骨料膨胀的基本原理一致，当煅烧轻骨料时，发生有机材料的热 解吸，当煅烧已形成的气体周围的粒子外表面时，热解吸产生的气体、碳 酸、二氧化硫、三价氧化铁会降解为二价氧化铁。如果气体不能从煅烧的 表面释放出来，粘土的内部就会膨胀并且形成一些规律的孔隙，这就成了 轻材料。在以上现有技术文档中披露的上述使用原始污水污泥和干的炼钢 污泥的混合生产人工轻骨料的方法，也使用了与该原理相类似的过程。然 而，包含在原始污水污泥中的大约90%或以上的有机材料，在煅烧过程中 形成了许多孔隙，这使得Fe2O3的还原反应变得困难，并且在膨胀过程发 生之前，轻骨料的表面被过度煅烧和熔化，这给煅烧过程的控制带来很大 的困难。另外，难以保证生产的轻骨料的质量的统一性。
在韩国，钢铁工业在整个工业中占了很大的比例，所以也会产生大量 包括污泥在内的废料。这些废料的处理方式是，例如填埋由废料做成的实 心砖，并且处理这些废料的技术还停留在非常低级的阶段。炼钢污泥及其 类似物不经循环利用而填埋会污染周围的环境并引发一系列问题，如土壤 污染。污泥的处理涉及大笔开销，这会增加生产成本，从而削弱企业的竞 争力。
上述专利文件虽提出了对包括铁在内的工业副产品进行循环利用的 方法，但其提出的方法却谈不上是根本解决之道。具体来说，所披露的材 料中，这些材料只是用作膨胀添加剂或者在成形过程中作为水控制剂，而 不是用作生产轻骨料的主要原材料。另外，披露的方法需要生产实心砖的 过程、粒化过程和随后的填埋过程。
相应地，对炼钢副产物污泥的循环利用有助于防止环境污染并增强国 家竞争力，因此需要在这方面进行许多研究和积极的利用。
相应地，本发明在炼钢副产物的循环利用上进行了极大的努力，并发 现，当炼钢产业的副产物冷轧和热轧机污泥被用作生产轻骨料的原材料 时，很容易控制轻骨料在煅烧阶段的膨胀，对骨料的煅烧温度可以大幅降 低以节约能量，并且炼钢副产物的循环利用率可以大幅增加，从而完成了 本发明。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于提供使用冷轧和热轧机污泥与粘土按特定比例混 合的混合物生产的人工轻骨料，以及生产该人工轻骨料的方法，以便对含 有杂质，其会使副产物的循环利用变得困难的，如油性成分的炼钢副产物 进行循环利用。
技术方案
为达到上述目的，一方面，本发明提供了一种人工轻骨料，其是以冷 轧和热轧机污泥和粘土作为主要原材料而生产来的，该轻骨料的绝对干比 重为0.8-1.5，吸水率为5-20%。
另一方面，本发明还提供一种生产这种具有绝对干比重为0.8-1.5且吸 水率为5-20%的人工轻骨料的方法，该方法包括以下步骤：(a)混合5-90 重量份的冷轧和热轧机污泥与10-120重量份的粘土;(b)铸造该混合物; (c)干燥铸造后的材料;(d)煅烧干燥后的材料。