[发明专利]一种高强度低密度闭孔玻化微珠的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及闭孔玻化微珠，具体涉及一种高强度低密度闭孔玻化微珠的制备方法。

背景技术

闭孔玻化微珠在诸多领域中作为轻质填充骨料和绝热﹑防火﹑吸音﹑保温材料使用。在建材行业中，用玻化微珠作为轻质骨料，可提高砂浆的和易流动性和自抗强度，减少材性收缩率，提高产品综合性能，降低综合生产成本。在石油气井注水泥作业用油井水泥作为减轻剂。闭孔玻化微珠是由有一定粒径的珍珠岩矿砂在垂直阶梯加热方式下达到一定温度后由内到外均匀膨胀，膨胀颗粒表面又经瞬间高温玻化，经降温后形成连续玻质化的颗粒表面，而内部保持着完整的多孔、中空空心结构。独特的生产方式决定了产品保持了珍珠岩天然无机化学成份的纯度。该产品结构特征是颗粒表面呈微毛细孔并呈连续玻质化光泽，内部呈现数个或数十个微小球状堆积，色泽洁白。产品容重分布在110～350kg/立方，粒度分布在5～1500μm，具有质轻、绝热、防火、耐高低温、抗老化、吸水率小、化学稳定性好等优异特性，是一种环保型高性能新型无机轻质绝缘材料。

目前，市场上制备闭孔玻化微珠主要是以珍珠岩矿粉为原料，在干燥预热后再进入成珠炉。成珠炉由多个加温区段组成，对珍珠岩矿粉进行逐段加热，使矿粉渐进式受热膨胀，矿粉表面有一个塑变软化过程，更利于形成玻璃质外壳，有利其表面玻化，气孔封闭，生产出闭孔玻化珍珠岩产品。闭孔玻化微珠产品生产的流程大多数按照粉碎—分选—烘干预热—球化—冷却—分选—烘干—包装工序进行，其中以烘干预热、球化为重要工序，需要重点控制。球化炉的加热方式有电加热、天然气加热、煤气加热等几种，其中以电加热和天然气加热较为常见。珍珠岩矿粉烘干预热后一般由提升机送到球化炉炉体上端，矿粉由炉体上端自由落体落下，在下降过程中球化炉驿矿粉进行逐级加热。玻化微珠下降到球化炉体下部时，在炉体下部的旋风收集器和布袋收集器将已成形的玻化微珠抽走并冷却，同时将产生的大部分粉尘收集。玻化微珠冷却并收集后通过漂浮法将产品分离出来，并进行收集、烘干，包装成成品。

然而，现在大多数闭孔玻化微珠产品的生产设备普遍存在着一些问题，如矿粉提升到炉体上部的释放问题，如何能做到均匀释放，没有粘连结块产生；矿粉在自由落体下降时由于重力的作用外形成型不好，很多呈水滴状而不是规则的球状，使产品的玻化温度较高，成品抗压强度较低，不能满足产品的使用要求；产品在炉体熔化形成玻璃质表面时与炉体内部产生粘连结块的现象等。以上制作方法的各种原因造成的成珠率低，产品成本较高，均较明显地影响了闭孔玻化微珠的成品率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高强度低密度闭孔玻化微珠的制备方法，该制备方法能够制得直径50－250μm的闭孔玻化微珠，且闭孔玻化微珠壁厚较均匀，成型形状好，抗压强度高。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高强度低密度闭孔玻化微珠的制备方法，采用以下步骤：

⑴.选料：选用膨润土含量<10%，膨胀系数大于7-10倍以上的I级珍珠岩作为基础原料；

⑵.粉碎分级：将粗粉后的珍珠岩矿石粉碎并在超细磨粉机中磨细分级，所用矿粉的粒径范围为5－15μm之间；

⑶.浸润助熔：将筛选出来的矿粉在浸润池中与Li₂CO₃水溶性助熔剂搅拌浸泡，浸润剂为重量比例1.3：1000的Li₂CO₃与水的饱合溶液，浸润温度＜20℃；

⑷.烘干预热脱水分散：用气流干燥机将浸润过助熔剂的矿粉烘干、预热、脱水，解块并分散，烘干预热脱水温度为380－470℃；

⑸.空心玻化：将烘干好的矿粉从成珠炉内自下向上输送，成珠炉内的旋转气流带动粉料上升并逐级加热玻化，空心球化，矿粉在成珠炉内的停留时间在10－15秒，空心球化温度为1050℃－1150℃；

⑹.收集：在成珠炉顶部安装有引风机产生负压，使玻化完成的微珠上升并快速冷却空心球化，使用旋风除尘器和布袋除尘器达到分级收集的目的；

⑺.分选：利用产品的重力用风选机采用漂浮法对冷却后的玻化微珠进行分选；

⑻.检验：对筛选好的闭孔玻化微珠进行抽样，检验其抗压强度、破球率、粒径分布、吸水率。