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      豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的制作方法

      文檔序號(hào):11823410閱讀:472來源:國知局
      豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的制作方法與工藝

      本發(fā)明涉及陶粒,具體涉及一種豆腐渣輕質(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(huì)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(huì)出現(xiàn)板結(jié)硬塊狀,都將會(huì)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(hào):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(cè)試:市場(chǎng)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。



      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,提供一種豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒。

      豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒由豆腐渣、高粘凹凸棒石粘土、膨潤土、粉狀凹凸棒發(fā)泡劑、空心微珠、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石、輕質(zhì)碳酸鈣和生石灰組成。

      豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的生產(chǎn)方法:將豆腐渣輕質(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、篩分后密封包裝為豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒。

      豆腐渣為制豆腐時(shí),濾去漿汁后所剩下的渣滓,豆腐渣是膳食纖維中最好的纖維素,含有較豐富的營養(yǎng)物質(zhì);前幾年豆腐渣還用于飼料,由于豆腐渣含水多,容易腐敗變質(zhì),豬只吃了變質(zhì)的豆腐渣,可導(dǎo)致腸炎、下痢等疾病,嚴(yán)重者可造成死亡,現(xiàn)在部分豆腐渣被當(dāng)成垃圾處理。豆腐渣具有質(zhì)地疏松、顆粒粗、通氣孔隙度大、有機(jī)物質(zhì)含量豐富、酸性大,本發(fā)明選用粉碎后的豆腐渣,豆腐渣的粒度≤0.25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(dòng)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。

      膨潤土是以蒙脫石為主的含水粘土礦,由于它具有特殊的性質(zhì),如膨潤性、粘結(jié)性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽離子交換性,膨潤土具有較強(qiáng)的吸濕性和膨脹性,可吸附8~15倍于自身體積的水量,體積膨脹可達(dá)數(shù)倍至30倍,本發(fā)明選用膨潤土的粒度≤0.074毫米。

      粉狀凹凸棒發(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)明選用粉狀凹凸棒發(fā)泡劑的粒度≤0.074毫米。

      空心微珠外觀為灰白色,是一種松散、流動(dòng)性好的粉體材料,空心微珠比重小、表面光滑、強(qiáng)度大、易分散,本發(fā)明選用空心微珠的粒度≤0.149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。

      輕質(zhì)碳酸鈣是一種白色粉末,無氣味,無味,輕質(zhì)碳酸鈣顆粒微細(xì)、表面較粗糙,比表面積大,本發(fā)明選用輕質(zhì)碳酸鈣的粒度≤0.074毫米。

      石灰又稱生石灰,石灰具有較強(qiáng)的堿性,在常溫下,能與玻璃態(tài)的活性氧化硅或活性氧化鋁反應(yīng),生成有水硬性的產(chǎn)物,產(chǎn)生膠結(jié),本發(fā)明生石灰的粒度≤0.074毫米。

      本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):

      1、豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成:豆腐渣10~60%、高粘凹凸棒石粘土5~35%、膨潤土0~25%、粉狀凹凸棒發(fā)泡劑2~15%、空心微珠1~10%、膨脹珍珠巖0.5~5%、膨脹蛭石0.5~5%、輕質(zhì)碳酸鈣1~5%、生石灰0~5%和水5~30%。

      2、豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的生產(chǎn)方法:⑴將豆腐渣輕質(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,攪拌混合為豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的混合物;⑵將豆腐渣輕質(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豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒半成品;⑶將豆腐渣輕質(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將烘干后的豆腐渣輕質(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將焙燒后的豆腐渣輕質(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將保溫冷卻后的豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到振動(dòng)篩中進(jìn)行篩分,篩分后密封包裝為豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒成品;⑺擠壓造粒為不同形狀的豆腐渣輕質(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、梅花形的豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒半成品。

      豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒在焙燒過程中,豆腐渣內(nèi)的有機(jī)質(zhì)、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素燃燒后提高了燃燒氣流的熱量,不但能節(jié)省能源,有利于豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的內(nèi)部能完全燒透,還能增加鉀、鈣、磷、鎂和微量元素等營養(yǎng)成分,提高豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒內(nèi)部的孔隙率,以確保豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的質(zhì)量。

      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(dòng)力粘度≥2200 mPa·s,附著力好,有利于原料之間的粘結(jié),增加豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的強(qiáng)度和吸附能力。

      膨潤土具有特殊的性質(zhì),如膨潤性、粘結(jié)性、吸附性、催化性、觸變性、懸浮性以及陽離子交換性,有利于原料之間的粘結(jié),增加豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的強(qiáng)度和吸附能力。

      粉狀凹凸棒發(fā)泡劑是采用由本發(fā)明人于2013年05月26日申請(qǐng)的“粉狀凹凸棒發(fā)泡劑”,中國專利授權(quán)公告號(hào)為:CN 103265213B,授權(quán)公告日:2014年09月24日。

      粉狀凹凸棒發(fā)泡劑在攪拌混合為豆腐渣輕質(zhì)通孔陶?;旌衔飼r(shí),將會(huì)產(chǎn)生一定量的氣泡,有利于增加豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒表面和內(nèi)部的孔隙率。

      空心微珠、膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和輕質(zhì)碳酸鈣能降低豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的堆積密度,增加豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒內(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)豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的pH值,還能增加豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的強(qiáng)度。

      擠壓造粒后的豆腐渣輕質(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(huì)產(chǎn)生爆裂,而且也不能將陶粒半成品內(nèi)部燒透。

      本發(fā)明先將豆腐渣輕質(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℃,再將烘干后的豆腐渣輕質(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(huì)產(chǎn)生爆裂。

      焙燒后的豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒半成品內(nèi)在溫度仍然高達(dá)700℃以上,將焙燒后的豆腐渣輕質(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(duì)豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒半成品均勻加熱,不但能確保將豆腐渣輕質(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,提高豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的內(nèi)在質(zhì)量。

      豆腐渣輕質(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,豆腐渣輕質(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。

      豆腐渣輕質(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,有利于增加豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒相互之間的空隙率和降低豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的堆積密度。

      豆腐渣輕質(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(huì)迅速沉入水底,在吸入大量水分的同時(shí),將豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒內(nèi)部微孔中的空氣置換出來。

      雖然豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的吸水率較高,即使吸水率≥80%時(shí),豆腐渣輕質(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,將豆腐渣輕質(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,豆腐渣輕質(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(huì)產(chǎn)生崩解。

      豆腐渣輕質(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)肥噴灑在豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒中,也可以將豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒浸泡在水、有機(jī)肥或無機(jī)肥的溶液中,豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒吸收儲(chǔ)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(huì)從豆腐渣輕質(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)。

      豆腐渣輕質(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是圓球形豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒示意圖,圖2是圓球形豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒A-A剖面圖;圖3是圓柱形豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒示意圖,圖4是圓柱形豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒B-B剖面圖;圖5是梅花形豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒示意圖,圖6是梅花形豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒C-C剖面圖。

      如圖所示:1是圓球形豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的通孔,2是圓柱形豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的通孔,3是梅花形豆腐渣輕質(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(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:

      1、豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的配料按重量百分比由下列組分組成:豆腐渣22%、高粘凹凸棒石粘土20%、膨潤土16%、粉狀凹凸棒發(fā)泡劑10%、空心微珠4%、膨脹珍珠巖1%、膨脹蛭石1%、輕質(zhì)碳酸鈣3%、生石灰3%和水20%。

      2、豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的生產(chǎn)方法:⑴將豆腐渣輕質(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,攪拌混合為豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒的混合物;⑵將豆腐渣輕質(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豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒半成品;⑶將豆腐渣輕質(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將烘干后的豆腐渣輕質(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將焙燒后的豆腐渣輕質(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將保溫冷卻后的豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒半成品輸送到振動(dòng)篩中進(jìn)行篩分,篩分后密封包裝為豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒成品;⑺擠壓造粒為不同形狀的豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒半成品,是指根據(jù)設(shè)計(jì)需要,擠壓造粒為梅花形豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒半成品。

      梅花形豆腐渣輕質(zhì)通孔陶粒平均堆積密度為720kg/m3,吸水率為86%。

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