专利名称：一种微波法制备膨胀蛭石的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用微波制备膨胀蛭石的方法
背景技术：
膨胀蛭石是蛭石原矿加热到一定温度，迅速失水急剧膨胀制成 的，膨胀蛭石具有防火，隔热、吸音、无毒、低重容、吸湿抗菌等特 点，广泛应用建筑、工业节能、环保、农牧业、园艺等领域。
在建筑业中，主要使用膨胀蛭石制成松散填充料、膨胀蛭石制品、 膨胀蛭石混凝土等，用作轻质、保温、隔热、吸音、防火等材料。如 膨胀蛭石分散于沥青后，做成的轻质屋顶板，具有隔热、防潮、使用 寿命长的特点；以膨胀蛭石作填料的高层建筑涂层，可以有效的防止 在火灾发生时高温对建筑物墙体，以及钢结构的损害，避免或者延长 建筑物的倒塌的时间，为救火赢得宝贵的时间；用膨胀蛭石制成的轻 质混凝土用于屋顶、地板及其它预制混凝土产品，具有良好的绝缘隔 热性能，属于天然的防火材料。由膨胀蛭石制备的隔热涂料保温隔热 效果好，附着力强，防腐性能优良，耐候性好，抗划伤能力强，可广 泛用于储罐、管道及其它工业设备的保温。
在环保方面，主要是利用其良好的吸附性能和离子交换性能处理 废水及其有害物质。它可以用作工业废水、废液的离子交换剂和吸附 剂，重金属元素的吸收剂和固定剂，大面积油污的处理剂(可以用来 吸附海水、湖水和河水中漂浮的油污)等。目前研究表明，蛭石对常 见的几种重金属离子Pb2+、 Ni2+、 Cu2+、 Cd2+、 Cr3+、 Hg2+等都能吸 收且吸收容量较大。另外，蛭石对某些放射性元素有吸附功能，对某 些放射性元素(如Cs)还具有一定的固定作用。因此，可作为核废料
的处理剂及用作去除有害物质的吸附剂和离子交换性处理剂。
在农业和园艺领域，由于蛭石良好的阳离子交换性和吸附性，以 及富含营养成份特征，使其起着保肥、保水储水、透气和矿物肥料等 多重作用。蛭石对干旱地区砂质土壤的改良效果更为突出，广泛用作 营养释放剂、土壤调节剂、植物生长剂、种子保存剂、湿润剂、化肥 及杀虫剂载体及溶液培养作物的基床，用于蔬菜、草坪、花卉、水果 栽培。此外，蛭石还可向作物提供自身含有的钾、镁、钙、铁以及微 量锰、铜、锌等元素。
在畜牧业方面，膨胀蛭石有独特的构造特征和表面性质，以及无 毒、无菌和化学惰性，可用作载体、吸附剂、固着剂和饲料添加剂。 作为饲料添加剂的膨胀蛭石， 一方面能使食物在动物肠道消化系统中 缓慢下移，增加肠胃的消化能力，另一方面能加速家禽等的生长速度， 提高产量和质量。还可吸收饲料中有毒物质(如作物上残留的杀虫 剂)，使农畜产品中污染物减少。此外，蛭石能吸收动物粪便的臭味， 降低粪便的温度和延缓腐烂，改善家禽生长的环境等。
膨胀蛭石广泛用于绝热材料、防火材料、摩擦材料、密封材料、 电绝缘材料、涂料、油漆、橡胶、耐火材料、硬水软化剂、助滤剂、 造船、化学等工业领域，用途十分广泛。
目前国内外生产膨胀蛭石的方法有回转窑加热膨胀法和硫化床 加热膨胀法此种方法生产的膨胀蛭石被称作热膨寧蛭石。热膨胀蛭
石的容重在100kg—200kg/cmS之间，加热温度在80(TC—90(TC之间， 膨胀时间l分钟左右。回转窑加热膨胀法的设备、工艺简单，但生产 出的膨胀蛭石杂质含量较多。因为在800_900度下加热，蛭石在膨 胀的同时逐渐的变脆、碎裂，结果会产生很多膨胀蛭石碎末，这就大 大影响了膨胀蛭石的品质和应用范围。此外热膨胀工艺多用煤做燃料 来产生热量，这样就会有废气的排放、污染环境，同时由于生产车间 有较多的可吸入颗粒容易使工人患职业病。
硫化床加热膨胀法是最近几年流行起来的新技术，使用天然气做 燃料，大大提高了燃烧效率和能源利用率，同时生产环境也得到了改 善，但是还是不能解决蛭石发脆这一影响蛭石品质的关键问题。
发明内容
本发明目的在于，提供一种制备膨胀蛭石的方法，该方法采用微 波对蛭石进行膨胀，让微波和蛭石相互作用，微波效应导致蛭石层间 水剧烈震动，层间局部温度快速升高，层间水迅速汽化，汽化水产生 局部压力将蛭石层与层之间撑开，宏观表现为蛭石快速膨胀，避免了 高温膨胀的过程，从而解决了膨胀后的蛭石发脆的问题。同时，由于 在膨胀前对蛭石进行清洗除杂，减少了杂志含量，提高了膨胀后蛭石 的品质。采用该方法制备的高品质膨胀蛭石可用于制备高温机械部件
热障涂层用的高质量膨胀蛭石粉体；合成有机粘土复合材料用的填充 剂；节能保温墙体的填充材料；制备高品质隔热蛭石板材的原料等应 用领域。
本发明所述的一种微波法制备膨胀蛭石的方法，按下列步骤进
行
a、 将蛭石用水反复清洗几遍，直到洗完蛭石的水清澈不再有悬 浊物，然后除去碎石杂质；
b、 将洗干净的蛭石放在空气中自然晾晒48小时；
c、 将晾干蛭石取出过筛，筛子孔径小于蛭石片径，将其中杂质 筛出，对其进行分类；
d、 筛分好的蛭石放在石英坩锅等容器内，然后放进微波炉，进 行微波膨胀；
e、 设定微波炉功率为100—1000W，时间为30二120秒，进行膨
化；
f、 取出膨胀后的蛭石，放进包装袋内密封，以免吸水受潮。 所述的方法，蛭石的直径从2—4mm，容重为50kg—100kg/m3，
平均膨胀倍数为18—30。
所述的方法，微波炉优选功率为300—600W，时间为40—60秒。 所述的方法，微波炉最佳功率为500瓦，时间为60秒，膨胀蛭
石具有最大的平均膨胀倍数。
本发明所述的用微波法制备膨胀蛭石的方法，采用该方法可以使 蛭石迅速膨胀；微波法制备的膨胀蛭石与热膨胀蛭石有差别，微波法 膨胀蛭石颜色为银白色，热膨胀蛭石为土红色。当微波膨胀时间为 60秒，功率为500瓦时，膨胀蛭石具有最大的平均膨胀倍数。
具体实施例方式
实施例1
采用直径为2mm的新疆尉犁蛭石5克进行膨化；
将蛭石放入自来水中清洗去砂去土，清洗5遍后，洗液不再混浊， 再用去离子水清洗2 — 3遍，直到洗完蛭石的水清澈不再有悬浊物；
将清洗好的蛭石放在塑料薄膜上摊开，将其中的小石子捡出，然 后将塑料薄膜和蛭石放在通风处晾48小时，自然晾干；
将晾干的蛭石过1. 5mm直径的筛子，筛除蛭石中的碎蛭石片和一 些小直径杂质；
逐个测量筛分好蛭石的厚度，记录；
将已经测量并记录完厚度的蛭石放入石英舟内，'10片一排排开， 放进微波炉加热，功率设定为100W，时间为30秒； 微波膨化结束后，逐个测蛭石厚度并记录；
将膨胀后的厚度比上膨胀前的厚度，逐个算出蛭石的单片膨胀
率；
然后将单片膨胀率相加再比上蛭石总的片数，算出平均集体膨胀
率；
单片膨胀倍数为10 — 22，平均膨胀倍数为18，容重100kg/m3。 实施例2 .
采用直径为3mm的新疆尉犁蛭石5克进行膨化；
将蛭石放入自来水中清洗去砂去土，清洗5遍后，洗液不再混浊， 再用去离子水清洗2 — 3遍，直到洗完蛭石的水清澈不再有悬浊物；
将清洗完的蛭石放在塑料薄膜上摊开，将其中的小石子捡出，然 后将塑料薄膜和蛭石放在通风处晾48小时，自然晾干；
将晾干的蛭石过2. 5mm直径的筛子，筛除蛭石中的碎蛭石片和一 些小直径杂质；
逐个测量筛分好蛭石的厚度，记录；
将已经测量并记录完厚度的蛭石放入石英舟内，10片一排排开， 放进微波炉加热，功率设定为400W，时间为50秒； 微波膨化结束后，逐个测蛭石厚度并记录；
将膨胀后的厚度比上膨胀前的厚度，逐个算出蛭石的单片膨胀
率；
然后将单片膨胀率相加再比上蛭石总的片数，算出平均集体膨胀 率；
单片膨胀倍数为16 — 25，平均膨胀倍数为22，容重82 kg/m3。 实施例3
采用直径为2mm的新疆尉犁蛭石5克进行膨化；
将蛭石放入自来水中清洗去砂去土，清洗5遍后，洗液不再混浊， 再用去离子水清洗2 — 3遍，直到洗完蛭石的水清澈不再有悬浊物；
将清洗完的蛭石放在塑料薄膜上摊开，将其中的小石子捡出，然 后将塑料薄膜和蛭石放在通风处晾48小时，自然晾干；
将晾干的蛭石过1. 5ram直径的筛子，筛除蛭石中的碎蛭石片和一 些小直径杂质； '
逐个测量筛分好蛭石的厚度，记录；
将已经测量并记录完厚度的蛭石放入石英舟内，10片一排排开， 放进微波炉加热，功率设定为500W，时间为60秒； 微波膨化结束后，逐个测蛭石厚度并记录； 将膨胀后的厚度比上膨胀前的厚度，逐个算出蛭石的单片膨胀
率；
然后将单片膨胀率相加再比上蛭石总的片数，算出平均集体膨胀
率；
单片膨胀倍数为20 — 30，平均膨胀倍数为27，容重55kg/m3。 实施例4
采用直径为4mm的新疆尉犁蛭石5克进行膨化；
将蛭石放入自来水中清洗去砂去土，清洗5遍后，洗液不再混浊， 再用去离子水清洗2 — 3遍，直到洗完蛭石的水清澈不再有悬浊物；
将清洗完的蛭石放在塑料薄膜上摊开，将其中的小石子捡出，然 后将塑料薄膜和蛭石放在通风处晾48小时，自然晾干；
将晾干的蛭石过3. 5mm直径的筛子，筛除蛭石中的碎蛭石片和一 些小直径杂质；
逐个测量筛分好蛭石的厚度，记录；
将已经测量并记录完厚度的蛭石放入石英舟内，10片一排排开， 放进微波炉加热，功率设定为800W,时间为100秒； 微波膨化结束后，逐个测蛭石厚度并记录；
将膨胀后的厚度比上膨胀前的厚度，逐个算出蛭石的单片膨胀
率；
然后将单片膨胀率相加再比上蛭石总的片数，算出平均集体膨胀
率；
单片膨胀倍数为20 —30，平均膨胀倍数为28，容重56kg/m3。 实施例5
采用直径为3mm的新疆尉犁蛭石5克进行膨化； 将蛭石放入自来水中清洗去砂去土，清洗5遍后，洗液不再混浊， 再用去离子水清洗蛭石2_3遍，直到洗完蛭石的水清澈不再有悬浊
8
物；
将清洗完的蛭石放在塑料薄膜上摊开，将其中的小石子捡出，然 后将塑料薄膜和蛭石放在通风处晾48小时，自然晾干；
将晾干的蛭石过2. 5mm直径的筛子，筛除蛭石中的碎蛭石片和一 些小直径杂质；
逐个测量筛分好蛭石的厚度，记录；
将已经测量并记录完厚度的蛭石放入石英舟内，10片一排排开， 放进微波炉加热，功率设定为500W，时间为60秒； 微波膨化结束后，逐个测蛭石厚度并记录；
将膨胀后的厚度比上膨胀前的厚度，逐个算出蛭石的单片膨胀
率；
然后将单片膨胀率相加再比上蛭石总的片数，算出平均集体膨胀
率；
单片膨胀倍数为24—34，平均膨胀倍数为30,容重50kg/m3。 实施例6
采用直径为4mm的新疆尉犁蛭石5克进行膨化；
将蛭石放入自来水中清洗去砂去土，清洗5遍后，洗液不再混浊， 再用去离子水清洗2 — 3遍，直到洗完蛭石的水清澈不再有悬浊物；
将清洗完的蛭石放在塑料薄膜上摊开，将其中的小石子捡出，然 后将塑料薄膜和蛭石放在通风处晾48小时，自然晾干；
将晾干的蛭石过3. 0mm直径的筛子，筛除蛭石中的碎蛭石片和一 些小直径杂质；
逐个测量筛分好蛭石的厚度，记录；
将己经测量并记录完厚度的蛭石放入石英舟内，10片一排排开， 放进微波炉加热，功率设定为1000W,时间为120秒； 微波膨化结束后，逐个测蛭石厚度并记录；
将膨胀后的厚度比上膨胀前的厚度，逐个算出蛭石的单片膨胀
率；
然后将单片膨胀率相加再比上蛭石总的片数，算出平均集体膨胀
率；
单片膨胀倍数为20 — 33，平均膨胀倍数为29,容重52kg/m3。 实施例7
采用直径为2mm的新疆尉犁蛭石5克进行膨化;
将蛭石放入自来水中清洗去砂去土，清洗5遍后，洗液不再混浊， 再用去离子水清洗2 — 3遍，直到洗完蛭石的水清澈不再有悬浊物；
将清洗完的蛭石放在塑料薄膜上摊开，将其中的小石子捡出，然 后将塑料薄膜和蛭石放在通风处晾48小时，自然晾干；
将晾干的蛭石过1. 5mm直径的筛子，筛除蛭石中的碎蛭石片和一 些小直径杂质；
逐个测量筛分好蛭石的厚度，记录；
将已经测量并记录完厚度的蛭石放入石英舟内，10片一排排开， 放进微波炉加热，功率设定为300W，时间为50秒；-微波膨化结束后，逐个测蛭石厚度并记录；
将膨胀后的厚度比上膨胀前的厚度，逐个算出蛭石的单片膨胀
率；
然后将单片膨胀率相加再比上蛭石总的片数，算出平均集体膨胀
率；
单片膨胀倍数为15 — 25，平均膨胀倍数为22，容重82kg/m3。 实施例8
采用直径为3mm的新疆尉犁蛭石5克进行膨化； 将蛭石放入自来水中清洗去砂去土，清洗5遍启，洗液不再混浊，
再用去离子水清洗2 — 3遍，直到洗完蛭石的水清澈不再有悬浊物； 将清洗完的蛭石放在塑料薄膜上摊开，将其中的小石子捡出，然
后将塑料薄膜和蛭石放在通风处晾48小时，自然晾干；
将晾干的蛭石过2. 0mm直径的筛子，筛除蛭石中的碎蛭石片和一 些小直径杂质；
逐个测量筛分好蛭石的厚度，记录；
将已经测量并记录完厚度的蛭石放入石英舟内，10片一排排开， 放进微波炉加热，功率设定为600W,时间为80秒； 微波膨化结束后，逐个测蛭石厚度并记录；
将膨胀后的厚度比上膨胀前的厚度，逐个算出蛭石的单片膨胀
率；
然后将单片膨胀率相加再比上蛭石总的片数，算出平均集体膨胀
率；
单片膨胀倍数为24 — 32，平均膨胀倍数为29，容重52kg/m3。 实施例9
采用直径为4mm的新疆尉犁蛭石5克进行膨化；
将蛭石放入自来水中清洗去砂去土，清洗5遍后，洗液不再混浊， 再用去离子水清洗2 — 3遍，直到洗完蛭石的水清澈不再有悬浊物；
将清洗完的蛭石放在塑料薄膜上摊开，将其中的小石子捡出，然 后将塑料薄膜和蛭石放在通风处晾48小时，自然晾干；
将晾干的蛭石过3. 5mm直径的筛子，筛除蛭石中的碎蛭石片和一 些小直径杂质；
逐个测量筛分好蛭石的厚度，记录；
将已经测量并记录完厚度的蛭石放入石英舟内，10片一排排开， 放进微波炉加热，功率设定为700W，时间为90秒； 微波膨化结束后，逐个测蛭石厚度并记录；
将膨胀后的厚度比上膨胀前的厚度，逐个算出蛭石的单片膨胀
率；
然后将单片膨胀率相加再比上蛭石总的片数，算出平均集体膨胀
率；
单片膨胀倍数为20 — 34，平均膨胀倍数为29，容重52kg/m3。
权利要求
1、一种微波法制备膨胀蛭石的方法，其特征在于按下列步骤进行a、将蛭石用水反复清洗几遍，直到洗完蛭石的水清澈不再有悬浊物，然后除去碎石杂质；b、将洗干净的蛭石放在空气中自然晾晒48小时；c、将晾干蛭石取出过筛，筛子孔径小于蛭石片径，将其中杂质筛出，对其进行分类；d、筛分好的蛭石放在石英坩锅等容器内，然后放进微波炉，进行微波膨胀；e、设定微波炉功率为100-1000W，时间为30-120秒，进行膨化；f、取出膨胀后的蛭石，放进包装袋内密封，以免吸水受潮。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于蛭石的直径从2— 4mm，膨胀后容重为50kg—100kg/m3，平均膨胀倍数为18—30。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于微波炉优选功率为 300—600W，时间为40—60秒。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于微波炉最佳功率为 500瓦，时间为60秒。
全文摘要
本发明涉及一种微波法制备膨胀蛭石的方法，该方法采用微波对蛭石进行膨胀，让微波和蛭石相互作用，微波效应导致蛭石层间水剧烈震动，层间局部温度快速升高，层间水迅速汽化，汽化水产生局部压力将蛭石层与层之间撑开，宏观表现为蛭石快速膨胀，避免了高温膨胀的过程，从而解决了膨胀后的蛭石发脆的问题。同时，由于在膨胀前对蛭石进行清洗除杂，减少了杂志含量，提高了膨胀后蛭石的品质。采用该方法制备的高品质膨胀蛭石可用于制备高温机械部件热障涂层用的高质量膨胀蛭石粉体；合成有机粘土复合材料用的填充剂；节能保温墙体的填充材料；制备高品质隔热蛭石板材的原料等应用领域。
文档编号C04B20/02GK101172802SQ200710180008
公开日2008年5月7日 申请日期2007年10月26日 优先权日2007年10月26日
发明者杜彦召, 王军华, 范艳伟, 陈朝阳 申请人:中国科学院新疆理化技术研究所