1 引言
近日關(guān)于珍珠巖的問(wèn)題比較多,也與日本珍珠巖協(xié)會(huì)線(xiàn)上進(jìn)行了學(xué)習(xí)交流,下面“從什么是珍珠巖”開(kāi)始,回答問(wèn)題。
2 什么是珍珠巖?
珍珠巖是一種無(wú)機(jī)非金屬礦,它是珍珠狀、酸性、玻璃質(zhì)、火山熔巖的簡(jiǎn)稱(chēng)。
珍珠狀是從礦物對(duì)光的反射性質(zhì)說(shuō)的,其反射光具有象珍珠一樣柔和的光澤,同時(shí)也是從其具有珍珠一樣圓弧狀裂隙說(shuō)的。
酸性是說(shuō)在火成巖(包括火山巖和火成巖)中屬于酸性巖。巖漿巖中的堿性巖、酸性巖與PH值一點(diǎn)關(guān)系都沒(méi)有。所以不存在有堿性就一定得有酸性的問(wèn)題。依據(jù)GB/T17412 -1998火成巖巖石分類(lèi)及命名方案?;鸪蓭r是作為一種硅酸鹽巖石,依據(jù)二氧化硅的比例可分為超基性巖(SiO2<45%)、基性巖(SiO2:45%—52%)、中性巖(SiO2:52%—63%)、酸性巖(SiO2>63%)、超酸性巖(SiO2>75%)和堿性巖(含有特殊堿性礦物,SiO2:52%—65%)。特殊堿性礦物包括三類(lèi):堿性長(zhǎng)石(斜微長(zhǎng)石、正長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石),各種副長(zhǎng)石(霞石、方鈉石、鈣長(zhǎng)石)、堿性暗色物質(zhì)(霓石、霓輝石、鈉鐵閃石、鈉閃石、響石)等。通常所用的堿性指標(biāo)(堿度)是里特曼指數(shù),計(jì)算公式是σ= ( K2O + Na2O )∧2/ ( SiO2- 43% )。其中Na2O+K2O在巖漿中的含量稱(chēng)為全堿含量。σ值越大,堿度越高。σ<3.3成為鈣堿性巖,進(jìn)一步細(xì)分,σ<1.8為鈣性巖,1.8<σ<3.3為鈣堿性巖;3.3<σ<9為堿鈣性巖;σ>9為堿性巖。
玻璃質(zhì)既指具有玻璃般的透光性,也指火成巖的結(jié)晶程度,譬如可分為全晶質(zhì)、玻璃質(zhì)和半晶質(zhì)等結(jié)構(gòu)。
火山巖是火成巖的一種,是由火山巖漿噴發(fā)的巖石,一般存在火山筒、火山口等。
珍珠巖礦包括珍珠巖、黑曜巖、松脂巖和浮石狀珍珠巖四種。四者的區(qū)別在于珍珠巖具有因冷凝作用形成的珍珠光澤、圓弧形裂紋,稱(chēng)珍珠巖結(jié)構(gòu),含水量2~6%;松脂巖具有獨(dú)特的松脂光澤,含水量6~10%;黑曜巖具有玻璃光澤與貝殼狀斷口,含水量一般小于2%。浮石是巖漿噴發(fā)時(shí)有氣相與液體玻璃相作用,形成類(lèi)似發(fā)泡陶瓷的礦物。
3 珍珠巖有什么性質(zhì)?
珍珠巖是具有一定硬度(莫氏硬度在5.0-6.5間)的、含有一定水分(結(jié)構(gòu)水)的、酸性、珍珠光澤、玻璃質(zhì)火山巖。因此具有以下六大性質(zhì):
1)研磨適宜性:珍珠巖硬度高、機(jī)械強(qiáng)度高、可加工成一定粒度,是不可多得的耐磨材料和研磨材料;膨脹珍珠巖硬度適中,是重要玻璃研磨材料。
2)玻璃熔融性:珍珠巖作為玻璃質(zhì)火山熔巖,其玻璃相高達(dá)95%以上,石英以含量高達(dá)65%-75%,且以無(wú)定形玻璃態(tài)存在,鉀鈉等堿金屬氧化物含量又較高,是不可多得的熔劑。作為火山玻璃,它沒(méi)有固定熔點(diǎn),擁有較低的始熔點(diǎn)。
3)熔融膨脹性:珍珠巖加熱到適當(dāng)溫度時(shí)會(huì)發(fā)生膨脹現(xiàn)象,膨脹倍數(shù)高達(dá)4-30倍,這種性質(zhì)叫做珍珠巖的熔融膨脹性,利用該性質(zhì)制得珍珠巖產(chǎn)品,由于工藝和性質(zhì)不同可分為:膨脹珍珠巖(開(kāi)孔)和?;⒅椋ㄩ]孔)。
4)低熱膨脹性:珍珠巖玻璃相含量很高,同時(shí)石英含量也較高,同時(shí)石英以無(wú)定形玻璃態(tài)存在,鉀鈉等金屬氧化物雖然含量較高,但是以熱膨脹系數(shù)較低狀態(tài)的斜微長(zhǎng)石形態(tài)存在,固擁有較低的熱膨脹系數(shù)。
5)易蝕變性:珍珠巖可以蝕變?yōu)榉惺⑴驖?rùn)土(蒙脫石)和高嶺土,所以利用珍珠巖的易蝕變性來(lái)生產(chǎn)人工沸石和蒙脫石。
專(zhuān)利CN202210161166.6提供了一種以珍珠巖廢料制備ZSM-5分子篩的方法及由其制得的ZSM-5分子篩,屬于固體廢棄物的利用領(lǐng)域。該方法為將珍珠巖廢料以超微粉碎技術(shù)粉碎、酸浸、水洗至中性,干燥;隨后與堿溶液及晶種溶液混合均勻,得到反應(yīng)前驅(qū)體;恒溫下進(jìn)行動(dòng)態(tài)晶化反應(yīng);最后進(jìn)行冷卻、過(guò)濾、洗滌、干燥,得到ZSM-5分子篩。該方法利用未經(jīng)高溫膨脹的珍珠巖廢料,并經(jīng)機(jī)械活化,一步反應(yīng)即得,簡(jiǎn)化礦物制備分子篩的工藝流程,實(shí)現(xiàn)了珍珠巖的高值化利用,調(diào)節(jié)硅鋁比可實(shí)現(xiàn)ZSM-5分子篩硅鋁比可控,不使用模板劑,不必高溫煅燒,降低能耗。所得ZSM-5分子篩比表面積大,微介孔發(fā)達(dá)。
珍珠巖及其副礦凝灰?guī)r、母巖流紋巖在強(qiáng)堿情況下會(huì)蝕變成沸石,在弱堿情況下會(huì)蝕變成膨潤(rùn)土,在酸性環(huán)境下會(huì)蝕變成高嶺土,脫?;渲閹r是已經(jīng)部分蝕變的珍珠巖。
6)藝術(shù)再造性:葡萄球狀珍珠巖、多孔珍珠巖和浮石狀珍珠巖可以加工成藝術(shù)品,而黑曜石更是不可多得工藝品材料。
4珍珠巖有什么用處?
(1)珍珠巖在傳統(tǒng)水泥、玻璃、陶瓷制品中的應(yīng)用
珍珠巖作為硅酸鹽礦物,在傳統(tǒng)水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料工業(yè)及制品中有其獨(dú)特的應(yīng)用,譬如在水泥生產(chǎn)中,可以作為生料的組分,降低熟料生產(chǎn)溫度和周期,提高熟料的強(qiáng)度;作為水泥熟料添加劑,可以減少熟料使用,提高水泥強(qiáng)度,研制高質(zhì)量工程水泥等。也可以利用多孔珍珠巖、膨脹珍珠巖的吸附性生產(chǎn)制備特種水泥,譬如防輻射水泥、抗靜電水泥等。
作為玻璃原料,可以降低玻璃熔融溫度,可以降低玻璃膨脹系數(shù);作為玻璃材料,可以直接利用熔燒法用來(lái)再加工成玻璃制品。同時(shí)作為玻璃材料,也可以利用其低導(dǎo)熱系數(shù)、高硬度、高耐磨性等特點(diǎn),可以應(yīng)用于電子密封材料、耐磨材料和用來(lái)制作特殊玻璃制品。
作為低溫助熔材料,珍珠巖在多孔陶瓷堆積法生產(chǎn)中可以作為熔融粘結(jié)材料,在建筑陶瓷、日用陶瓷和衛(wèi)生陶瓷中可以大幅降低燒成溫度、降低熱膨脹系數(shù),提高陶瓷體的熱學(xué)、力學(xué)性能,是不可多得優(yōu)質(zhì)原料。同時(shí),多孔珍珠巖、浮石狀珍珠巖是不可多得的優(yōu)質(zhì)建筑材料,其多孔結(jié)構(gòu)可以用來(lái)制作隔音、隔熱、吸聲、吸濕建材產(chǎn)品。膨脹珍珠巖更是優(yōu)質(zhì)多孔材料,是優(yōu)質(zhì)的絕熱防火材料和隔音吸聲材料,可以制作隔音天花板、隔熱防火門(mén)芯、隔音隔熱隔墻板、吸聲吸濕防火涂料等建材產(chǎn)品。也利用其吸附載體作用,廣泛應(yīng)用在陶瓷色料、抗菌材料、抗靜電材料、光伏發(fā)光材料及其制備的特種釉料中。60E8B18F-8135-41C0-B415-FC739478CF19
多孔珍珠巖、浮石狀珍珠巖和膨脹珍珠巖及其制品可以作為耐火材料,應(yīng)用在建筑、工業(yè)等保溫隔熱領(lǐng)域。膨脹珍珠巖保溫砂漿已經(jīng)是綠色環(huán)保防火建筑保溫材料,珍珠巖板材、砂漿和涂覆材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、玻璃、陶瓷、電力、核工業(yè)、船舶等工業(yè)窯爐、鍋爐保溫,膨脹珍珠巖微粉作為煉鋼、冶鐵工業(yè)覆膜保溫造渣材料,一直得到廣泛應(yīng)用。
(2)珍珠巖在環(huán)保領(lǐng)域中的獨(dú)特作用
膨脹珍珠巖作為無(wú)機(jī)多孔材料,可以在環(huán)保領(lǐng)域的污水處理領(lǐng)域,膨脹珍珠巖過(guò)濾劑是一種優(yōu)良的污水凈化材料,利用珍珠巖蝕變性生產(chǎn)的沸石產(chǎn)品可用于生產(chǎn)制備大氣污染凈化吸附劑、催化劑載體、同時(shí)利用其吸附性和玻璃性可以用來(lái)進(jìn)行放射性污染物固化處理。膨脹珍珠巖板材的多孔性和貫通性開(kāi)孔,隔音降噪作用明顯是上等隔音室、隔音板材生產(chǎn)原料。利用珍珠巖的玻璃熔融性質(zhì),可以用來(lái)資源化固體廢棄物生產(chǎn)廣場(chǎng)透水磚、多孔陶瓷、蜂窩陶瓷等環(huán)保陶瓷產(chǎn)品。
(3)珍珠巖在節(jié)能領(lǐng)域中的獨(dú)特作用
膨脹珍珠巖作為無(wú)機(jī)多孔材料,可以研制多種多樣的絕熱保溫產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于建筑和工業(yè)窯爐節(jié)能保溫領(lǐng)域,譬如建筑用保溫砂漿、建筑用防火保溫門(mén)芯、建筑用保溫板材、建筑用珍珠巖石蠟相變儲(chǔ)能材料、建筑用珍珠巖加氣混凝土復(fù)合材料及制品;工業(yè)窯爐用絕熱保溫板材、工業(yè)窯爐用絕熱保溫涂覆材料等。利用珍珠巖蝕變沸石材料研制的遠(yuǎn)紅外材料也可以廣泛應(yīng)用于建筑和工業(yè)節(jié)能。
(4)珍珠巖在電子領(lǐng)域中應(yīng)用前景分析
膨脹珍珠巖具有一定的電子吸波性能,通過(guò)與石墨、鐵氧體、碳化硅等電子吸波材料復(fù)合研制出新型電子吸波材料可以廣泛應(yīng)用于特殊建筑和5G電子濾波材料。利用珍珠巖蝕變沸石作為載體可以研制出鐵氧體材料、軟磁性外材料等,也可以廣泛用作電子濾波材料。
(5)珍珠巖在低碳領(lǐng)域中應(yīng)用前景分析
膨脹珍珠巖的多孔性,給固碳提高了想象空間,如果二氧化碳固溶在膨脹珍珠巖產(chǎn)品中,既可以保溫,也可以固碳降碳。利用珍珠巖微粉生產(chǎn)泡沫玻璃和發(fā)泡陶瓷如果采用泥漿發(fā)泡法植入固體二氧化碳或液體二氧化碳作為發(fā)泡劑,然后采用激光快速熔融發(fā)泡,既低碳節(jié)能,又固碳負(fù)碳。
(6)珍珠巖在石油化工食品釀酒等工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用
膨脹珍珠巖過(guò)濾劑在石油化工領(lǐng)域有其廣泛的應(yīng)用。珍珠巖助濾劑色澤潔白,是通過(guò)精選小粒徑礦砂,用煤氣進(jìn)行加熱后在垂直立窯內(nèi)選擇性膨脹,在膨脹以后經(jīng)過(guò)充分的研磨凈化以后,制成一定粒度搭配的粉末化學(xué)產(chǎn)品,珍珠巖中有很多內(nèi)聯(lián)通道,根據(jù)不同的粒級(jí)、孔隙直徑、容重,區(qū)分品種。相對(duì)于硅藻土助濾劑,珍珠巖助濾劑擁有更好的過(guò)濾效果,含有的有害金屬、非金屬成分更少,過(guò)濾速度更快,容重更輕。因?yàn)檎渲閹r助濾劑的各項(xiàng)特性,目前在制藥行業(yè)、油漆涂料行業(yè)、飲料行業(yè)、石油化工行業(yè)都已經(jīng)獲得了廣泛應(yīng)用,因?yàn)槠渲亟饘匐x子含量控制在 0.005%,已經(jīng)可用于食品級(jí)過(guò)濾。
制備方法
通過(guò)天然氣處理所得的普通膨脹珍珠巖,過(guò)程中原料本身容易受到砷、硫等微量元素的污染,采用電膨脹技術(shù)可有效避免這一問(wèn)題。選用粒徑 1~0.3 mm 的原料,體積密度 40~60 kg/m3,白色,然后用重力將產(chǎn)品中的少量雜質(zhì)分離出來(lái),提高產(chǎn)品的質(zhì)量和未膨脹物料。研磨:去除雜質(zhì)后,將原料細(xì)磨成 2~50μm的半成品。制備過(guò)程中,固液比 15~1100,酸濃度 0.01~15 mol/L,浸出溫度 20~250,加壓浸出 0.1~20 氣壓,浸出時(shí)間為10 min~10 h。濾出的物料經(jīng)過(guò)過(guò)濾和脫水以去除殘?jiān)?、保持酸性,然后用純水(蒸餾水、離子水等)沖洗,再用檸檬酸溶液沖洗,使蛋糕破碎。這將進(jìn)一步提高過(guò)濾器的可溶性物質(zhì)含量。物料脫水漂洗后,干燥至恒重。一種或多種助濾劑的過(guò)濾介質(zhì)混合物,用于過(guò)濾助濾劑的凈化,如與硅藻土、纖維素、活性炭和黏土混合;另一種情況下,復(fù)合助濾劑制成片狀、平板狀或顆粒狀。
使用方法:
凈化產(chǎn)品的使用方法可以根據(jù)普通珍珠巖過(guò)濾器配合產(chǎn)品的使用,可以在手動(dòng)前在過(guò)濾膜上進(jìn)行,使濾液澄清的方式改變,這邊不單單可以把過(guò)濾的速度提高,也可以在液體中直接加入,從而使艙壁上的負(fù)荷減少,讓流量恒定保持。純化珍珠巖過(guò)濾劑用途廣泛,可以用于啤酒、牛奶、果汁、飲料、水、植物油、糖液、發(fā)酵液等等方面,可提高過(guò)濾速度以及過(guò)濾總量,減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約 20%~25%使用量。
5珍珠巖基無(wú)機(jī)多孔材料有哪些?
珍珠巖基無(wú)機(jī)多孔材料包括膨脹珍珠巖、?;⒅椤⒄渲閹r過(guò)濾劑、珍珠巖覆膜保溫造渣劑、膨脹珍珠巖納米氣凝膠復(fù)合材料、發(fā)泡陶瓷、陶粒、多孔陶瓷、蜂窩陶瓷、泡沫玻璃、多孔玻璃扥產(chǎn)品。
(1)膨脹珍珠巖(開(kāi)孔、多孔珍珠巖)
膨脹珍珠巖俗稱(chēng)珠光砂,是一種含有結(jié)合水的火山玻璃巖,經(jīng)高溫急速焙燒脹膨而成白色無(wú)機(jī)多孔顆粒狀產(chǎn)品。加熱使結(jié)合水蒸發(fā)形成微孔或成為蜂窩狀的結(jié)構(gòu),使其具有重量輕和絕熱性好的特性。此外,這種材料還具有耐火強(qiáng)、不可燃、呈中性、化學(xué)穩(wěn)定、價(jià)廉易得等特點(diǎn)。它是一種高效多功能的絕熱材料。現(xiàn)已應(yīng)用于大型空分、低溫液化設(shè)備以及液氧、液氮等的貯運(yùn)設(shè)備上,作為保溫絕熱材料。
膨脹珍珠巖生產(chǎn)國(guó)內(nèi)常采用天然氣、清潔煤氣為燃料,珍珠巖膨脹爐(俗稱(chēng)沖天爐)作為膨化設(shè)備,生產(chǎn)時(shí)現(xiàn)將珍珠巖礦加工破碎、分級(jí)過(guò)篩制成20目至100目的砂,然后將珍珠巖滾筒密封預(yù)熱,脫除部分結(jié)合水,然后密閉運(yùn)輸至膨化爐頂,利用分料器借助重力投入膨脹爐內(nèi),在數(shù)秒至幾十秒內(nèi)膨化為膨脹珍珠巖,膨脹珍珠巖產(chǎn)品近冷卻器冷卻、篩分合格、灌裝、計(jì)量、包裝后入庫(kù)。其他設(shè)備包括斗式提升機(jī)、渦式分離器、旋風(fēng)除塵器、水冷冷卻器等。
膨脹珍珠巖產(chǎn)品可以用于生產(chǎn)工業(yè)絕熱保溫材料及制品、珍珠巖加氣混凝土制品、過(guò)濾材料及制品等。
(2)玻化微珠(閉口珍珠巖)60E8B18F-8135-41C0-B415-FC739478CF19
?;⒅槭怯捎谡渲閹r膨化時(shí)表面?;纬梢欢ǖ念w粒強(qiáng)度,較高的筒壓強(qiáng)度和漂浮率等理化性能十分穩(wěn)定,耐老化耐候性強(qiáng),具有優(yōu)異的絕熱﹑防火﹑吸音性能,適合諸多領(lǐng)域中作輕質(zhì)填充骨料和絕熱﹑防火﹑吸音﹑保溫材料。在建材行業(yè)中,用?;⒅樽鳛檩p質(zhì)骨料,可提高砂漿的和易流動(dòng)性和自抗強(qiáng)度,減少材性收縮率,提高產(chǎn)品綜合性能,降低綜合生產(chǎn)成本。
傳統(tǒng)的?;⒅楫a(chǎn)品生產(chǎn)工藝與膨脹珍珠巖生產(chǎn)工藝區(qū)別不是太大,主要是采用電熱膨化爐和溫度制度更合理的預(yù)熱工藝、膨化工藝和膨化后在加熱結(jié)殼工藝。
未來(lái)?;⒅楫a(chǎn)品可以借鑒空心玻璃微珠生產(chǎn)工藝裝備,生產(chǎn)出更加優(yōu)質(zhì)和應(yīng)用更廣泛的玻璃微珠產(chǎn)品。
目前?;⒅楫a(chǎn)品主要用于生產(chǎn)建筑用外墻保溫砂漿、保溫板材,愿景可以用作塑料、玻璃鋼、輪胎、家具、汽車(chē)、風(fēng)電葉輪等填料,經(jīng)表面改性也可以用作電子濾波材料。
(3)珍珠巖納米氣凝膠
膨脹珍珠巖生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的膨脹微粉除用來(lái)生產(chǎn)覆膜劑、過(guò)濾劑外,還可以用來(lái)生產(chǎn)珍珠巖—硅氣凝膠復(fù)合產(chǎn)品,用來(lái)降低硅氣凝膠成本。
膨脹珍珠巖作為一種無(wú)機(jī)保溫材料,具有輕質(zhì)多孔、導(dǎo)熱系數(shù)較低、耐高溫、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn),在建筑保溫材料中的應(yīng)用逐漸增多。但膨脹珍珠巖的高開(kāi)孔率使其吸水率很大,強(qiáng)度低,易脆裂;其制備的膨脹珍珠巖砂漿吸水率大,強(qiáng)度低,和易性差,耐水性差,收縮變形大且易開(kāi)裂,吸水后其保溫性能下降嚴(yán)重。SiO2氣凝膠作為一種保溫材料,具有密度低、比表面積大、孔隙率高、導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)異的特性,且經(jīng)過(guò)表面改性處理?yè)碛辛己迷魉阅堋?/p>
近年來(lái),我國(guó)科技工作者開(kāi)始對(duì)膨脹珍珠巖進(jìn)行納米氣凝膠改性研究。利用廉價(jià)的水玻璃制備氣凝膠,用三甲基氯硅烷( TMCS) /乙醇 ( EtOH) /正己烷 ( C6H14 ) 混合液,對(duì)水凝膠進(jìn)行憎水改性和溶劑置換得到良好憎水性和導(dǎo)熱性能的氣凝膠。用真空吸入法將氣溶膠吸入到膨脹珍珠巖中并控制真空度來(lái)實(shí)現(xiàn)氣凝膠和膨脹珍珠巖材料的摻和。將憎水性能好、導(dǎo)熱系數(shù)低的氣凝膠填充到珍珠巖孔隙中,使膨脹珍珠巖具有憎水性,且降低其導(dǎo)熱系數(shù); 同時(shí)氣凝膠和膨脹珍珠巖相互結(jié)合形成有力支撐,克服各自易脆裂的缺點(diǎn),提高膨脹珍珠巖的強(qiáng)度。
(4)發(fā)泡陶瓷
韓復(fù)興等以珍珠巖礦破碎制砂產(chǎn)生的微粉為主要原料,在添加少量珍珠巖礦開(kāi)采加工過(guò)程產(chǎn)生的固體廢棄物礦流紋巖和凝灰?guī)r、沸石、膨潤(rùn)土等少量副礦基礎(chǔ)上,添加少量碳化硅收塵粉作為發(fā)泡劑、少量螢石收塵粉作為發(fā)泡助劑,少量三聚磷酸鉀作為減水劑,研制出輥道窯裸體燒成有釉發(fā)泡陶瓷裝飾保溫一體板,近年來(lái),已經(jīng)成功應(yīng)用于建筑外墻保溫裝飾,成為同類(lèi)產(chǎn)品的佼佼者。
(5)陶粒
利用珍珠巖破碎制砂產(chǎn)生的微粉為主要原料,添加少量沸石、膨潤(rùn)土的珍珠巖副礦和頁(yè)巖、發(fā)泡劑,采用干法制粉、圓盤(pán)法造粒、滾筒窯煅燒制備出低比重、閉口陶粒。陶粒作廣泛應(yīng)用于高強(qiáng)輕質(zhì)混凝制品及砂漿材料、高強(qiáng)塑料的生產(chǎn)制造過(guò)程中,也可以用于制造水泥文化、輕質(zhì)雕塑產(chǎn)品。
專(zhuān)利申請(qǐng)CN200110003154.9提供一種粉煤灰珍珠巖陶粒及其制備方法。配方組成包含粉煤灰、珍珠巖、粘土和水,其組份如下(體積份比):
粉煤灰:4-5份;珍珠巖:3-4份;粘土:1.5-2.5份;水:適量
制備方法包括以下步驟:
a、將粉煤灰、珍珠巖、粘土混合均勻,加水進(jìn)行攪拌呈粘稠狀;
b、將混合后粘稠狀粉煤灰、珍珠巖、粘土混合物放入造粒機(jī)內(nèi)進(jìn)行造粒, 顆粒直徑為5-15毫米;
c、進(jìn)行高溫?zé)Y(jié),制成成品。
采用該制備方法,有以下優(yōu)點(diǎn)及效果:
1、主料為粉煤灰,粉煤灰是熱電企業(yè)待處理的廢物,廢物利用利 于環(huán)境保護(hù);
2、填料為珍珠巖,珍珠巖具有良好的保溫效果;
3、粘結(jié)劑為粘土,容易取材;
4、制備方法簡(jiǎn)便,成本低廉;
5、陶粒強(qiáng)度高,用這種材料制作的輕質(zhì)墻體砌塊牢固,使用壽命長(zhǎng)。
(6)多孔陶瓷(陶瓷膜)
珍珠巖沸石化蝕變制造沸石分子篩,可以作為多孔陶瓷膜、分子篩膜的關(guān)鍵原料,無(wú)論是多孔陶瓷膜支撐體還是納米陶瓷膜,都離不開(kāi)沸石。同時(shí)珍珠巖作為玻璃質(zhì)火山巖,在堆積法生產(chǎn)中,起到熔融粘結(jié)作用。
專(zhuān)利CN200180005269.X公開(kāi)了一種多孔吸音性陶瓷成型體,其特征在于:它是由連通氣孔的多孔陶瓷體構(gòu)成的、松密度在0.5~1.0、彎曲強(qiáng)度在10~28kgf/cm2、 壓縮強(qiáng)度在40~90kgf/cm2的多孔吸音性陶瓷成型體,是相對(duì)于顆粒直徑0.50~2.0mm的珍珠巖100重量份,作為母相材料的飛灰燒結(jié)物 100~200重量份和無(wú)機(jī)系粘合材料10~20重量份圍繞燒結(jié)而成,并且上述珍珠巖粒子彼此在它們的接觸部形成連通開(kāi)孔,內(nèi)部氣孔成為連 通氣孔。
專(zhuān)利CN201510438388.8公開(kāi)了一種多層結(jié)構(gòu)多孔陶瓷吸聲材料生產(chǎn)方法,原料配方組成為:珍珠巖30%-70%、頁(yè)巖20%-50%、 粉煤灰5%-20%、發(fā)泡劑為前三種原料總量的3%-13%、粘結(jié)劑為前三種原料總量的5%- 7%;多層結(jié)構(gòu)的面層和背層孔徑大于中層孔徑,多層結(jié)構(gòu)的面層和背層的厚度為 5mm-50mm,中層的厚度為5mm-80mm。發(fā)泡劑為SiC粉和C粉的混合物,其中面層和背層所用發(fā)泡劑為1.5%-8%,中層所用發(fā)泡劑含量為1.5%-5%;面層和背層所用發(fā)泡劑粒度為10μm-50μm,中層所用發(fā)泡劑粒度為5μm-25μm。粘結(jié)劑為聚乙烯醇。
其制備方法,包括以下步驟:
(1)準(zhǔn)備好所需量的制備原料,混合攪拌均勻后分層攤鋪,壓制成一個(gè)整體素坯;
(2)將壓制而成的素坯在105℃-110℃下烘干;60E8B18F-8135-41C0-B415-FC739478CF19
(3)將烘干后的坯體在空氣氣氛下,1200℃-1300℃的條件下高溫焙燒發(fā)泡成所需多層結(jié)構(gòu)多孔陶瓷吸聲材料。
與傳統(tǒng)的吸聲材料相比具有如下明顯優(yōu)點(diǎn): a)具有不同厚度不同孔徑大小的的多層結(jié)構(gòu),通過(guò)改變其孔徑大小,增加聲波的粘滯阻力, 大大提高了產(chǎn)品的吸聲性能;b)制備原料成本低廉,容易購(gòu)買(mǎi),性?xún)r(jià)比高;c)減少了制備過(guò)程中的原料損失,產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率高;d)制備方法成本低,可控度高,容易規(guī)模化生產(chǎn)。
(7)蜂窩陶瓷
沸石分子篩催化劑蜂窩與陶瓷膜一樣廣泛應(yīng)用于煙氣凈化處理,VOCS催化燃燒,以及微尺度火焰催化燃燒中,是綠色高效燃燒的關(guān)鍵材料。
(8)泡沫玻璃(微晶玻璃)
專(zhuān)利CN87104277.0以珍珠巖微粉、膨脹珍珠巖微粉為原料,以芒硝為發(fā)泡劑,以石墨為還原劑,制備出泡沫玻璃產(chǎn)品。專(zhuān)利CN201010594094.1以一種以凝灰?guī)r為主要原料的發(fā)泡材料,其特征在于,其具體制備方法如下: (1)將凝灰?guī)r原礦、廢玻璃分別球磨至160~200目,篩分、選取160~200目珍珠巖尾粉; (2)基礎(chǔ)原料由凝灰?guī)r、珍珠巖尾粉和玻璃粉組成,配備為按質(zhì)量分?jǐn)?shù)凝灰?guī)r30~60%,珍珠巖尾粉小于60%,玻璃粉小于40%,制備成基礎(chǔ)原料; (3)向步驟(2)制得的基礎(chǔ)原料中加入基礎(chǔ)原料質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5~2.5%的碳化硅作發(fā)泡劑、1.5~3.5%的磷酸鈉作穩(wěn)泡劑、1.5~3.5%的硼砂作助熔劑,將步驟(2)制得的基礎(chǔ)原料和添加劑混合球磨5~20 min,制備成混合料,料球比為1:2; (4)向步驟(3)制得的混合料中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于30%的水,制備成濕料,在2~7 MPa壓力下用模具將濕料壓制成坯體,將所制得的坯體放入耐熱鋼模具,移入程序升溫爐中進(jìn)行燒制;
所述的程序升溫爐中的具體燒制程序?yàn)椋?/p>
a、預(yù)熱階段:以10~25 ℃/min的升溫速率從室溫25 ℃升溫至300~400 ℃,保溫10~30 min;
b、發(fā)泡階段:從預(yù)熱溫度以10~25 ℃/min的升溫速率升溫至900~1000 ℃,保溫10~50 min;
c、冷卻退火階段:以10~15 ℃/min的速率降溫至500~600 ℃,并保溫10~30 min,而后緩慢冷卻至室溫即得。
一種以凝灰?guī)r為主要原料,珍珠巖尾粉和玻璃粉為輔料,添加適量的發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑和助熔劑,制備一種輕質(zhì)高強(qiáng)無(wú)機(jī)發(fā)泡材料。本發(fā)明不僅為開(kāi)發(fā)利用凝灰?guī)r提供了新途徑,而且有利于廢物利用,保護(hù)環(huán)境,發(fā)泡溫度低,制備工藝簡(jiǎn)單易行,結(jié)果穩(wěn)定性好。
專(zhuān)利CN198710004277.3公開(kāi)了一種全部利用珍珠巖廢料,生產(chǎn)泡沫玻璃的技術(shù)方案。生產(chǎn)時(shí),用開(kāi)采礦物珍珠巖80目以下的尾粉和膨脹珍珠巖生產(chǎn)中80目以下廢料微粉為原料、以芒硝為發(fā)泡劑時(shí)用量為珍珠巖粉總量的2%~4%,以石墨為還原劑時(shí)用量為珍珠巖粉總量的0.05~0.15%。
生產(chǎn)時(shí),按上述重量百分比稱(chēng)量原料后,在球磨機(jī)中混合4~6小時(shí)。將混合好的配合料裝模,即可送入窯內(nèi)發(fā)泡,配合料裝填量為模具容量的30%~40%。燒成制度分為加熱、發(fā)泡、穩(wěn)定、退火四個(gè)階段。發(fā)泡溫度為1100~1120℃。在發(fā)泡溫度前120~150℃即從970~1100℃為快速升溫階段,升溫速度5~10℃/分。穩(wěn)定階段又稱(chēng)快速冷卻階段即1100~800℃區(qū)間,以15~20℃/分的冷卻速度,將泡沫玻璃冷卻下來(lái),其目的在使玻璃冷卻固化,形成的泡沫穩(wěn)定,從800~600℃之間,降溫速度可以稍慢,一般為5~7℃/分。
退火階段對(duì)泡沫玻璃的強(qiáng)度影響很大,退火速度要慢,從600~400℃之間,降溫速度為0.7~1℃/分、400℃以下,在退火窯內(nèi)自然冷卻到室溫。
所制得的珍珠巖泡沫玻璃,其性能為:體積密度300~450公斤/m3,抗壓強(qiáng)度31.6~36.1公斤/m3(容重340~414公斤/m3),導(dǎo)熱系數(shù)0.0566~0.059千卡/米·小時(shí)·度(容重383~417公斤/m3)。
(9)多孔玻璃(微晶玻璃)
將珍珠巖粒料進(jìn)行堿蝕變、離子置換,然后采用耐火模板顆粒堆積法燒結(jié),可以直接制備成微晶玻璃產(chǎn)品,控制好燒成制度,讓顆粒之間形成連續(xù)空腔,就是多孔微晶玻璃產(chǎn)品。
6膨脹珍珠巖有哪些性質(zhì)?有哪些用途?
膨脹珍珠巖的多孔性,使其具備了以下三個(gè)特性,
1)低導(dǎo)熱:
膨脹珍珠巖的多孔性,賦予了其較低的導(dǎo)熱系數(shù),其導(dǎo)熱系數(shù)在0.043~0.072間,
2)低密度:
譬如利用膨脹珍珠巖的低密度性,作為含水炸藥密度調(diào)節(jié)劑,來(lái)調(diào)節(jié)氣泡敏化含水炸藥的轟爆性。依據(jù)堆積密度,膨脹珍珠巖分為5個(gè)標(biāo)號(hào):70號(hào),堆積密度小于70Kg/m3;100號(hào),堆積密度小于100Kg/m3,大于70Kg/m3;150號(hào),堆積密度小于150Kg/m3,大于100Kg/m3;200號(hào),堆積密度小于200Kg/m3,大于150Kg/m3;250號(hào),堆積密度小于250Kg/m3,大于200Kg/m3。
3)吸濕性:
膨脹珍珠巖具有較強(qiáng)的吸濕性,只有膨脹?;⒅椋ㄩ]孔膨脹珍珠巖)且做過(guò)憎水處理,其漂浮率和閉孔率都大于80%,才能在北方少雨地區(qū)才能用作外墻保溫材料,但是其較大的體積吸水率仍影響其使用壽命。
膨脹珍珠巖的多孔性,以及賦予其的低導(dǎo)熱性、吸濕性和低密度性,使其可用于農(nóng)業(yè)有機(jī)肥載體、工業(yè)助濾、冶金覆膜保溫、造渣,建筑內(nèi)保溫、隔音、防電磁輻射、核輻射材料固化、低溫氣體運(yùn)輸填充劑等行業(yè)。愿景可以用在二氧化碳、運(yùn)輸、封存、固化等低碳領(lǐng)域。60E8B18F-8135-41C0-B415-FC739478CF19
7珍珠巖尾礦、副礦有哪些?其資源化利用情況如何?
珍珠巖工業(yè)尾礦、副礦包括開(kāi)采表土、流紋巖、脫?;渲閹r、凝灰?guī)r、沸石和膨潤(rùn)土等礦產(chǎn)資源。目前主要用于建材機(jī)制砂、拋光磨料、塑料填料、建筑陶瓷、節(jié)能環(huán)保陶瓷和節(jié)能環(huán)保玻璃的生產(chǎn)。其中開(kāi)采過(guò)程產(chǎn)生的尾礦、副礦有:表土、流紋巖、脫?;渲閹r、凝灰?guī)r、膨潤(rùn)土、沸石等,加工過(guò)程產(chǎn)生的固廢有:珍珠巖微粉、脫?;渲閹r和膨脹珍珠巖微粉等。其中表土資源化用于礦山復(fù)墾、復(fù)綠回填土;流紋巖資源化應(yīng)用領(lǐng)域包括:在混凝土中使用,替代粉煤灰、沸石和熟料,提供強(qiáng)度和耐久性[1];在建筑用有釉發(fā)泡陶瓷保溫裝飾板生產(chǎn)中使用,替代珍珠巖微粉,可以降低泥漿流動(dòng)性和泥漿及粉料含水量,節(jié)能和降低生產(chǎn)成本[2],流紋巖還可以用來(lái)改性瀝青、作為耐磨材料、陶瓷玻璃助劑和塑料添加劑。脫玻化珍珠巖資源化利用方面有利用其生產(chǎn)陶瓷廣場(chǎng)透水磚、用于改性玻璃纖維增強(qiáng)輕質(zhì)混凝土砌塊生產(chǎn)等;膨脹珍珠巖微粉用于生產(chǎn)過(guò)濾劑、冶金覆蓋劑、造渣劑等;珍珠巖微粉可以應(yīng)用于陶瓷色料、陶瓷釉料和陶瓷坯體中,特別是在發(fā)泡陶瓷、泡沫玻璃、多孔陶瓷方面有獨(dú)特的作用。
在與日本珍珠巖協(xié)會(huì)交流過(guò)程中,日本珍珠巖企業(yè)在生產(chǎn)加工時(shí),礦物加工成品率比較高,一般>90%,國(guó)內(nèi)企業(yè)在破碎制珠光砂工藝相對(duì)落后,這一工段固廢較多,固廢率大約在25%左右,日本企業(yè)主要將細(xì)粉用于生產(chǎn)過(guò)濾劑,中國(guó)企業(yè)目前利用珍珠巖細(xì)粉生產(chǎn)過(guò)濾劑技術(shù)尚不成熟,但是在利用珍珠巖微粉生產(chǎn)建筑用發(fā)泡陶瓷裝飾保溫板方面要先進(jìn)于日本企業(yè)。
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(韓復(fù)興)
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