本發(fā)明提供一種油基巖屑-高鈦礦渣-赤泥基輕質(zhì)高強(qiáng)免燒陶粒的制備方法，采用表面張力平衡法對(duì)免燒陶粒進(jìn)行造粒，實(shí)現(xiàn)免燒陶粒的快速、便捷、高效制備，在實(shí)現(xiàn)便捷調(diào)控粒徑大小的效果的同時(shí)，成功獲得了圓球99-100%的免燒陶粒，并且表面張力平衡法中的介質(zhì)堿性磨削油能為免燒陶粒的固化提供堿性環(huán)境，有利于加快固化速度，提高其性能。

具體的，一種油基巖屑-高鈦礦渣-赤泥基輕質(zhì)高強(qiáng)免燒陶粒的制備方法，包括以下步驟：

S1將油基巖屑熱解殘?jiān)?、水淬高鈦礦渣、拜耳法赤泥、氮化硅混合研磨，得到免燒陶粒原材料混合粉末；步驟S1中，將油基巖屑熱解殘?jiān)?、水淬高鈦礦渣、拜耳法赤泥、氮化硅干燥后在行星式球磨機(jī)中混合研磨1-3h；混合研磨后的混合粉末過篩100目得到免燒陶粒原材料混合粉末；

S2將硅酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉均勻混合，混合后用薄膜覆蓋，室溫靜置24h后得到復(fù)合堿激發(fā)劑；

S3將免燒陶粒原材料混合粉末、復(fù)合堿激發(fā)劑、高效發(fā)泡劑移至高速攪拌機(jī)中，采用差速攪拌的方式進(jìn)行5-10min的高速攪拌，攪拌結(jié)束后得到地質(zhì)聚合物漿料；步驟S3中首先采用3000-4000rad/min的轉(zhuǎn)數(shù)攪拌3-5min，然后采用1500-2500rad/min的轉(zhuǎn)速攪拌4-6min；

S4將地質(zhì)聚合物漿料通過蠕動(dòng)泵向冷凝管中勻速滴入漿料，通過表面張力平衡法制備球形地聚物固化顆粒；

S5將球形地聚物固化顆粒表面沖洗干凈，擦拭后將球形地聚物固化顆粒放入養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)10-15h；養(yǎng)護(hù)箱的溫度為18-22℃，濕度≥95%。

S6將養(yǎng)護(hù)后的球形地聚物固化顆粒轉(zhuǎn)移至頻率為2.45GHz的微波反應(yīng)箱中，采用100-400W多功率進(jìn)行微波處理，得到輕質(zhì)高強(qiáng)免燒陶粒；步驟S6中，微波快速硬化處理具體包括：首先采用300-400W的功率對(duì)球形地聚物固化顆粒微波處理2-3min；然后采用140-200W的功率對(duì)球形地聚物固化顆粒微波處理5-10min，得到輕質(zhì)高強(qiáng)免燒陶粒。

其中，高效發(fā)泡劑的制備方法包括以下步驟：

將羥丙基甲基纖維素、去離子水在磁力攪拌機(jī)上以30rad/min的轉(zhuǎn)速攪拌2-3min，得到穩(wěn)泡溶液；

將穩(wěn)泡溶液、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉放入超聲分散器中超聲分散3-5min，得到高效發(fā)泡劑。

其中，利用表面張力平衡法作為免燒陶粒的成球工藝，能避免傳統(tǒng)制粒機(jī)工藝復(fù)雜、耗能高、成球率低的缺點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)制備出的免燒陶粒具備99-100%圓球度，另外該方法成球效率高且生坯質(zhì)量均勻保證了免燒陶粒產(chǎn)品性能穩(wěn)定，同時(shí)該方法還可實(shí)現(xiàn)免燒陶粒粒徑的便攜調(diào)控以滿足不同的運(yùn)用場景；另一方面，本表面張力平衡法中所采用的介質(zhì)為堿性磨削油，其自身堿性能夠?qū)γ鉄樟５木酆戏磻?yīng)提供堿性環(huán)境，有助于加快其固化反應(yīng)的速度，從而增強(qiáng)輕質(zhì)高強(qiáng)免燒陶粒的性能。

采用多功率微波輻照的方式對(duì)免燒陶粒進(jìn)行快速硬化，先采用300-400W的功率對(duì)免燒陶粒進(jìn)行微波輻照2-3min，此時(shí)步驟S1中所加入的氮化硅會(huì)在吸收微波輻射后，在內(nèi)部形成具有活性的自由基團(tuán)，進(jìn)而與油基巖屑熱解殘?jiān)械挠袡C(jī)污染物反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)降解有機(jī)污染物的效果；最后采用140-200W的功率對(duì)免燒陶粒進(jìn)行微波輻照處理5-10min，達(dá)到改善免燒陶粒內(nèi)部地質(zhì)聚合反應(yīng)活性，避免水分過快揮發(fā)所造成的開裂，同時(shí)加快化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程的效果；最終制備出輕質(zhì)高強(qiáng)免燒陶粒的密度等級(jí)可達(dá)800，其筒壓強(qiáng)度能達(dá)到11-13MPa，滿足GB/T 17431.2-2010《輕集料及其試驗(yàn)方法第1部分：輕集料》中對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)陶粒的性能要求。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明一種油基巖屑-高鈦礦渣-赤泥基輕質(zhì)高強(qiáng)免燒陶粒及其制備方法，本發(fā)明使用油基巖屑熱解殘?jiān)?、水淬高鈦礦渣、拜爾法赤泥作為免燒陶粒的主要原材，能夠促進(jìn)其地質(zhì)聚合反應(yīng)的發(fā)生，增強(qiáng)對(duì)油基巖屑?xì)堅(jiān)鼉?nèi)重金屬離子的固化；

利用油相和水相密度接近且互不相容的原理進(jìn)行免燒陶粒成球；利用蠕動(dòng)泵向懸浮介質(zhì)堿性磨削油中緩慢滴入地質(zhì)聚合物漿料液滴，液滴會(huì)在堿性磨削油中受到表面張力的作用，由水滴狀變?yōu)榍驙?，從而獲得99-100%圓球度的免燒陶粒；同時(shí)通過調(diào)節(jié)滴入堿性磨削油時(shí)液滴的大小對(duì)免燒陶粒的粒徑進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)免燒陶粒粒徑大小的便捷調(diào)控；并且堿性磨削油可為輕質(zhì)高強(qiáng)免燒陶粒的地質(zhì)聚合反應(yīng)提供堿性環(huán)境，加快其固化速度，從而提高輕質(zhì)高強(qiáng)免燒陶粒性能；利用該方法制備輕質(zhì)高強(qiáng)免燒陶粒球具有完美圓球度、均一質(zhì)量、粒徑可調(diào)、成球效率高等優(yōu)點(diǎn)。

采用多功率微波輻照的方式對(duì)免燒陶粒進(jìn)行高效硬化，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)10-15h，微波輻照3-15min后，能夠制備出圓球度99-100%，堆積密度700-800kg/m3

，筒壓強(qiáng)度11-13MPa的輕質(zhì)高強(qiáng)免燒陶粒；并且多功率微波輻照的方式還能夠促使氮化硅與油基巖屑熱解殘?jiān)械挠袡C(jī)污染物反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)降解有機(jī)污染物的效果。

本發(fā)明的其原料中工業(yè)固廢用量占比達(dá)到100%，固廢利用率高，制備成本低，制備效率高，成功實(shí)現(xiàn)了工業(yè)固廢的綠色、節(jié)能、安全、高效資源化處置。