本發(fā)明涉及陶粒，具體涉及一種粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒。

背景技術(shù)：

培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時(shí)使用的土壤，大多是采用就地附近的泥土，再添加一些草木灰或泥炭土攪拌在一起的，這些土壤的含水率在12～20％，還含有大量的有害病菌。

采用這些土壤培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時(shí)，很難控制后期補(bǔ)水的水量，補(bǔ)水后的土壤含水率超過30％以上，土壤中的水分含量比較高，土壤將會呈半流泥糊狀或泥漿狀，如果土壤沒有能夠及時(shí)得到補(bǔ)水，土壤又將會出現(xiàn)板結(jié)硬塊狀，都將會直接影響到植物的正常生長。

隨著綠化工程質(zhì)量要求的不斷提高，也常采用粉煤灰陶粒、粘土陶粒、頁巖陶粒和花卉陶粒等材料為無土栽培基質(zhì)。

粉煤灰陶粒、粘土陶粒和頁巖陶粒是一種人造輕集料，采用優(yōu)質(zhì)黏土、頁巖或粉煤灰為主要原料，通過回轉(zhuǎn)窯高溫焙燒，經(jīng)膨化而成，由于其內(nèi)部呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，因而具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸水率小等特點(diǎn)，（詳見國家標(biāo)準(zhǔn)：GBT17431.1-2010 輕集料及其試驗(yàn)方法）。

由于人造輕集料經(jīng)過高溫焙燒后，其表面形成一層釉質(zhì)，雖然人造輕集料內(nèi)部呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)的微孔，但是，內(nèi)部蜂窩狀結(jié)構(gòu)的微孔是一種閉口孔，蜂窩狀結(jié)構(gòu)的微孔不僅彼此之間不連通，而且與外界相隔絕，吸水率較低，人造輕集料內(nèi)部幾乎不含有水分，將人造輕集料放進(jìn)水體中，只能漂浮于水的表面，因此，人造輕集料只能撒在土壤的表層，做為一種裝飾，并不能直接用于種植各種苗木、花卉和蔬菜等植物。

中國專利授權(quán)公告號：CN 102503539 B，授權(quán)公告日：2013年04月17日，名稱為“圓球形凹凸棒花卉陶?！?，公開了“一種圓球形凹凸棒花卉陶粒，圓球形凹凸棒花卉陶粒由高粘凹凸棒石粘土粉、凹凸棒石粘土尾礦粉、紅色膨潤土粉、污泥、硅藻土尾礦粉和稻殼粉組成。將圓球形凹凸棒花卉陶粒的配料經(jīng)過混合、造粒、焙燒、冷卻和篩分包裝為圓球形凹凸棒花卉陶?！?。

圓球形陶粒制備工藝：在造粒過程中，先將粉狀配料加工成一種小于0.5毫米的小球，然后將配制好的霧狀水溶液，噴灑在運(yùn)轉(zhuǎn)中的造粒機(jī)內(nèi)的小球表面，再將粉狀配料灑落在濕潤的小球的表面，經(jīng)過多次重復(fù)的噴灑霧狀水溶液和將粉狀配料灑落在濕潤的小球的表面，經(jīng)過一層又一層的包裹，小球的體積不斷增大，最終完成造粒的全過程，制備成一種強(qiáng)度比較高的圓球形陶粒。

經(jīng)過焙燒后的圓球形陶粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊密，雖然圓球形陶粒強(qiáng)度比較高，但是造成了有效比表面積小，比重和堆積密度都比較大，從而降低了圓球形陶粒的吸附能力和吸水率。

圓球形凹凸棒花卉陶粒是一種圓球形陶粒，在焙燒過程中，圓球形凹凸棒花卉陶粒內(nèi)部很難能完全燒透，直接影響到圓球形凹凸棒花卉陶粒的內(nèi)在質(zhì)量。

經(jīng)多次抽樣測試：市場上銷售的人造輕集料平均堆積密度≥800kg/m3,平均吸水率≤18％，普通土壤平均堆積密度≥1020kg/m3，平均吸水率≤26％，圓球形凹凸棒花卉陶粒平均堆積密度≥850kg/m3,平均吸水率≤50％。

相比之下，這幾種陶粒的堆積密度都比較大，吸水率比較小，用戶希望能發(fā)明一種堆積密度≤800kg/m3，吸水率≥65％的輕質(zhì)陶粒，以適用于配制無土栽培基質(zhì)和營養(yǎng)土。

粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細(xì)灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物，粉煤灰是我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加處理，就會產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會對人體和生物造成危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中不足之處，提供一種粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒。

粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒由粉煤灰、高粘凹凸棒石粘土、粉狀粉煤灰發(fā)泡劑、活性白土廢渣、漂珠、輕質(zhì)氧化鎂、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、硫酸亞鐵和生石灰組成。

粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的生產(chǎn)方法：將粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的配料進(jìn)行攪拌混合、擠壓造粒、烘干、焙燒、保溫、篩分后密封包裝為粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒。

粉煤灰顆粒呈多孔型蜂窩狀組織，比表面積較大，具有較高的吸附活性，珠壁具有多孔結(jié)構(gòu)，孔隙率高達(dá)50～80%，有很強(qiáng)的吸水性。在顯微鏡下觀察，粉煤灰是晶體、玻璃體及少量未燃碳組成的一個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)的混合體，本發(fā)明選用粉煤灰的粒度≤0.074毫米。

高粘凹凸棒石粘土是以凹凸棒石粘土為原料，經(jīng)破碎、浸泡、添加、輥壓、干燥、粉碎等工藝制得的一種天然產(chǎn)品，具有較高粘度的優(yōu)良粘結(jié)劑，主要用于精細(xì)化工、建材、石油化工、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等行業(yè)，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和功效，本發(fā)明選用高粘凹凸棒石粘土的動力粘度≥2200 mPa·s，產(chǎn)品質(zhì)量需要符合JC/T 2266-2014 凹凸棒石粘土制品的標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明選用高粘凹凸棒石粘土的粒度≤0.074毫米。

粉狀粉煤灰發(fā)泡劑具有發(fā)泡能力強(qiáng)、發(fā)泡倍數(shù)高、單位體積產(chǎn)泡量大、泡沫外膜韌性好不易破碎，泡沫穩(wěn)定性好、可長時(shí)間不消泡、泡沫細(xì)膩、在介質(zhì)內(nèi)生成的孔洞大小均勻、泌水量低和使用介質(zhì)的相容性好等優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明選用粉狀粉煤灰發(fā)泡劑的粒度≤0.074毫米。

活性白土是一種無臭、無味、無毒的白色或米色粉末或顆粒，經(jīng)脫色以后的活性白土失去了活性即成為活性白土廢渣，一些油廠都將這些活性白土廢渣丟棄，如果得不到及時(shí)處理，活性白土廢渣內(nèi)的脂類有機(jī)質(zhì)發(fā)酵后產(chǎn)生霉變和惡臭，不僅資源浪費(fèi)，污染環(huán)境及地下水質(zhì)，而且易引起火災(zāi)，將對社會和企業(yè)造成一定的損失，本發(fā)明選用活性白土廢渣的粒度≤0.149毫米。

漂珠是一種能浮于水面的粉煤灰空心球，呈灰白色，壁薄中空，具有顆粒細(xì)、中空、質(zhì)輕、高強(qiáng)、耐磨、耐高溫、保溫絕緣、絕緣阻燃等多種功能，本發(fā)明選用漂珠的粒度≤0.149毫米。

輕質(zhì)氧化鎂為白色輕質(zhì)疏松無定型粉末，無臭無味，無毒。暴露在空氣中極易吸收水分和二氧化碳，屬于氣硬性的膠結(jié)材料，本發(fā)明選用輕質(zhì)氧化鎂的粒度≤0.074毫米。

珍珠巖經(jīng)膨脹而成為一種輕質(zhì)、多功能新型材料，具有表觀密度輕、導(dǎo)熱系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，本發(fā)明選用膨脹珍珠巖的粒度≤0.25毫米。

蛭石經(jīng)過高溫焙燒后，其體積能迅速膨脹數(shù)倍至數(shù)十倍，體積膨脹后的蛭石叫膨脹蛭石，是世界上最輕的礦物之一，本發(fā)明膨脹蛭石的粒度≤0.149毫米。

無水硫酸亞鐵是白色粉末，含結(jié)晶水的硫酸亞鐵是淺綠色晶體，10%水溶液的硫酸亞鐵對石蕊呈酸性，pH值約為3.7，在本發(fā)明中，硫酸亞鐵用于調(diào)整粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的pH值。

石灰又稱生石灰，石灰具有較強(qiáng)的堿性，是一種以氧化鈣為主要成分的氣硬性無機(jī)膠凝材料，在本發(fā)明中，生石灰用于調(diào)整粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的pH值，本發(fā)明選用生石灰的粒度≤0.074毫米。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

1、粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成：粉煤灰15～55％、高粘凹凸棒石粘土10～30％、粉狀粉煤灰發(fā)泡劑5～15％、活性白土廢渣2～10％、漂珠2～8％、輕質(zhì)氧化鎂1～5％、膨脹珍珠巖0.5～3％、膨脹蛭石0.5～3％、硫酸亞鐵0～5％、生石灰0～5％和水5～40％。

2、粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的生產(chǎn)方法：

⑴將粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的配料輸入已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)的攪拌混合機(jī)中，攪拌混合為粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的混合物；⑵將粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的混合物輸送到擠壓造粒機(jī)中，擠壓造粒為不同形狀的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品；⑶將粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品，輸送到回轉(zhuǎn)式烘干爐中進(jìn)行烘干，烘干溫度控制在150～250℃，烘干時(shí)間控制在1～4小時(shí)；⑷將烘干后的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到回轉(zhuǎn)式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在900～950℃，焙燒時(shí)間控制在1～3小時(shí)；⑸將焙燒后的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品，輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，保溫時(shí)間控制在8～24小時(shí)；⑹將保溫冷卻后的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到振動篩中進(jìn)行篩分，篩分后密封包裝為粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒成品；⑺擠壓造粒為不同形狀的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品，是指根據(jù)設(shè)計(jì)需要，分別擠壓造粒為圓球形、圓柱形、梅花形的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品。

粉狀粉煤灰發(fā)泡劑是采用由本發(fā)明人于2013年05月27日申請的“粉狀粉煤灰發(fā)泡劑”，中國專利授權(quán)公告號為：CN 103253887 B，授權(quán)公告日：2014年09月24日。

高粘凹凸棒石粘土具有獨(dú)特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質(zhì)和較高的吸附能力，并具有一定的可塑性及粘結(jié)力，高粘凹凸棒石粘土的動力粘度≥2200 mPa·s，附著力好，有利于原料之間的粘結(jié)，增加粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的強(qiáng)度和吸附能力。

活性白土廢渣在焙燒過程中，活性白土廢渣內(nèi)的脂類和有機(jī)質(zhì)共同參加粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的焙燒，提高了燃燒氣流的熱量，不但能節(jié)省能源，還有利于粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的內(nèi)部能完全燒透，增加粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒內(nèi)部的孔隙率，以確保粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的質(zhì)量。

粉狀粉煤灰發(fā)泡劑在攪拌混合為粉煤灰輕質(zhì)通孔陶?；旌衔飼r(shí)，將會產(chǎn)生一定量的氣泡，有利于增加粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒表面和內(nèi)部的孔隙率。

漂珠、輕質(zhì)氧化鎂、膨脹珍珠巖和膨脹蛭石能降低粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的堆積密度，增加粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒表面和內(nèi)部的孔隙率。

生石灰具有較強(qiáng)的堿性，不但可以調(diào)節(jié)粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的pH值,還能增加粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的強(qiáng)度。

擠壓造粒后的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品含水率大于30％，直接輸送到回轉(zhuǎn)式焙燒爐中高溫焙燒，在高溫焙燒過程中，陶粒半成品的表面先開始燒結(jié)固化，而內(nèi)部的水蒸汽很難快速蒸發(fā)出來，陶粒半成品將會產(chǎn)生爆裂，而且也不能將陶粒半成品內(nèi)部燒透。

本發(fā)明先將粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到回轉(zhuǎn)式烘干爐中緩慢進(jìn)行烘干，烘干溫度控制在150～250℃，再將烘干后的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到回轉(zhuǎn)式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在900～950℃，可以確保在焙燒過程中將陶粒燒透，不會產(chǎn)生爆裂。

焙燒后的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品內(nèi)在溫度仍然高達(dá)700℃以上，將焙燒后的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，可以利用自身的余熱，繼續(xù)對粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品均勻加熱，不但能確保將粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒內(nèi)部完全燒透，還能起到均勻散布熱量的作用，提高粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的內(nèi)在質(zhì)量。

粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒表面和內(nèi)部有大量的微孔，是一種開口孔，開口孔不僅彼此貫通還與外界相通，粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒中心的大孔是一種通孔，有利于在焙燒過程中，能夠?qū)⑻樟?nèi)部完全燒透，并能增加陶粒的有效比表面積、強(qiáng)度和降低堆積密度。

粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的外觀形狀設(shè)計(jì)為圓球形、圓柱形、梅花形等多種形狀，有利于增加粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒相互之間的空隙率和降低粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的堆積密度。

粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒表面和內(nèi)部有大量相互連通的微孔，放進(jìn)水中將會迅速沉入水底，在吸入大量水分的同時(shí)，將粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒內(nèi)部微孔中的空氣置換出來。

雖然粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的吸水率較高，即使吸水率≥80％時(shí)，粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒表面只是一種濕潤的狀態(tài)，并沒有明顯的水滲漏出來，將粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒堆積在一起，相互之間形成眾多的空隙，透氣性能好，粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒在干燥狀態(tài)下沒有粉塵，長年浸泡在水中也不會產(chǎn)生崩解。

粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒具有比表面積大、堆積密度小、吸水率高、透氣性能優(yōu)越、外觀造型美觀無異味、沒有有害病菌、輕質(zhì)強(qiáng)度好、微孔和大孔為一體的特點(diǎn)。

為了確保植物的正常生長發(fā)育，將水、液態(tài)的有機(jī)肥或無機(jī)肥噴灑在粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒中，也可以將粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒浸泡在水、有機(jī)肥或無機(jī)肥的溶液中，粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒吸收儲存一定量的水或液態(tài)肥后取出，用于培育或種植各種苗木、花草和蔬菜時(shí)，植物的根部將會從粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒里吸收水或液態(tài)肥的營養(yǎng)成分，確保植物生長發(fā)育好，成活率高和壽命更長，并能大大減少補(bǔ)水的次數(shù)。

粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒適用于配制無土栽培基質(zhì)和營養(yǎng)土。

附圖說明

圖1是圓球形粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒示意圖，圖2是圓球形粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒A-A剖面圖；圖3是圓柱形粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒示意圖，圖4是圓柱形粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒B-B剖面圖；圖5是梅花形粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒示意圖，圖6是梅花形粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒C-C剖面圖。

如圖所示：1是圓球形粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的通孔，2是圓柱形粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的通孔，3是梅花形粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的通孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

1、粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成：粉煤灰30％、高粘凹凸棒石粘土22％、粉狀粉煤灰發(fā)泡劑8％、活性白土廢渣6％、漂珠4％、輕質(zhì)氧化鎂2％、膨脹珍珠巖1％、膨脹蛭石1％、硫酸亞鐵2％、生石灰0％和水24％。

2、粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的生產(chǎn)方法：⑴將粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的配料輸入已經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)的攪拌混合機(jī)中，攪拌混合為粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的混合物；⑵將粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒的混合物輸送到擠壓造粒機(jī)中，擠壓造粒為不同形狀的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品；⑶將粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品，輸送到回轉(zhuǎn)式烘干爐中進(jìn)行烘干，烘干溫度控制在200～220℃，烘干時(shí)間控制在2小時(shí)；⑷將烘干后的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到回轉(zhuǎn)式焙燒爐中焙燒，燃燒室的溫度控制在940～950℃，焙燒時(shí)間控制在1小時(shí)；⑸將焙燒后的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品，輸入不銹鋼圓筒庫中保溫，保溫時(shí)間控制在16小時(shí)；⑹將保溫冷卻后的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到振動篩中進(jìn)行篩分，篩分后密封包裝為粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒成品；⑺擠壓造粒為不同形狀的粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品，是指根據(jù)設(shè)計(jì)需要，擠壓造粒為梅花形粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒半成品。

梅花形粉煤灰輕質(zhì)通孔陶粒平均堆積密度為680kg/m3，吸水率為82％。