一种以灰绿色页岩为原料制备粒状人造浮石的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种W灰绿色页岩为原料制备粒状人造浮石的方法，W天然灰绿色页 岩为原料，不添加其它任何试剂，采用优化锻烧膨化工艺，制备粒状人造浮石，适用于W天 然灰绿色页岩为原料的粒状人造浮石加工制备。
【背景技术】
[0002] 浮石又称轻石或浮岩，因孔隙多、质量轻、容重小于lOOOkg/m3,能浮于水面而得 名。天然浮石是一种多孔、轻质的玻璃质酸性火山喷出岩，容重一般在45化g/m 3左右，其化 学成分相当于流纹质中酸性火山岩，一般是富侣、钟、钢的娃酸盐，即W Si〇2为主要成分的 类似玻璃组成的天然物质。天然浮石的孔隙率较大，具有多孔、质轻、高强、导热系数小、阻 燃、防潮、防虫、防霉、不老化、不腐蚀、无污染、无放射性等特点，是理想的天然、绿色、环保、 保温、隔热的轻质多孔材料。
[0003] 浮石可广泛用于建筑、化工、园林、纺织、服装等行业，还可用于护肤、护足等有效 的去除皮肤上残留的角质层。浮石在建筑方面可制浮石混凝±、石灰浮石材料，W使建筑物 体轻，并具有隔热保温、隔音吸音的性能；在化学工业中可用作过滤剂、干燥剂、催化剂；还 可用作磨料，加工服装W及磨制大理石、金属等。
[0004] 天然浮石一般是酸性火山岩烙体在火山喷发过程中形成。由于形成地质条件特 殊，我国只有少数地方有一定分布，比较著名的产地有云南腾冲和黑龙江五大连池等。由于 天然浮石质量轻、容重小，运输成本高，使其应用的福射半径受到很大限制。因此，利用当地 天然矿产资源制备人造浮石具有重要的实际意义。
[0005] 目前，已有人研发出泡沫玻璃用于化工设备的保温，泡沫玻璃具有阻燃、防潮、不 老化、不腐蚀等性能，但泡沫玻璃的抗压强度不高（0. 6Mpa/m2)，抗压性较差，并且制造工艺 复杂，成本也比较高。
[0006] CN 1433992A公开了一种建筑物内外装饰用人造石板及其制造方法。该人造石板 是不需烧制，W沸石为主料，并与火山灰、浮石、白水泥或胶粘增塑极混合而制成。
[0007] CN 1222605A公开了一种人造浮石组合物及其制造方法，该组合物的巧料包括粘 ±、无机薄壁中空球状微粒和润湿塑剂，其中无机薄壁中空球状微粒由氧化娃、氧化侣和杂 质组成。该人造浮石可用于成衣和布料的水洗加工。
[000引 CN 200410038075. 5公开了一种人造浮石，尤其是设及由无机材料、助烙剂、膨胀 剂和连接剂烧制而成的人造浮石，W及该人造浮石的制造方法。该发明的人造浮石是由下 述原料烧制而成：无机材料80. 5-95. 5%(重量），烧碱2-6%(重量），棚砂1-10%(重量），碳 酸巧粉0. 5-5% (重量），碳粉0-1. 5% (重量）和云母1-7% (重量），所述的无机材料选自矿 物或粘±。其制备工艺是：将上述原料按所需比例混合；将得到的混合物粉碎至60-200目； 混合物粉碎之后，向混合物中加入重油，重油的加入量为原料总重量的1-3%(重量）；将混 合物造粒，颗粒的大小在0. 01-1. 2厘米范围内；将混合物装入模中进行烧制，烧制的温度 为750-1186°C，烧制时间为20-40分钟；烧制后再退火，脱模和人造浮石的切割等步骤。
[0009] 另外，申请号为201310622364. 9的中国专利申请也公开了一种人造浮石球及其 制备方法。
[0010] 包括上述在内的现有技术中的制备人造浮石的方法，往往需要添加多种成分，原 料不易得到且成本较高，制备步骤也较为繁琐，得到的人造浮石的品质也有待提高。
[0011] 另一方面，灰绿色页岩是一种分布较广的天然矿石，目前其应用领域较为狭窄，也 未见将灰绿色页岩作为原料用于制备人造浮石的报道。
【发明内容】
[0012] 本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，在十分复杂多样的天然矿物岩石 中，遽选出一种天然矿石原料，在不添加其它任何试剂的条件下，通过优化锻烧膨化工艺， 制造出性能优良的粒状人造浮石的。
[0013] 为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为： 一种W灰绿色页岩为原料制备粒状人造浮石的方法，W天然灰绿色页岩为原料，依次 通过W下步骤制得： (1) 矿石破碎；将所述天然灰绿色页岩原料破碎至粒径为20mm W下； (2) 预热保温：在空气环境中，W l〇°C /min-2(TC /min升温速率，将步骤（1)所得物料 加热至 240°C -800°C，并保温 12 min-30min ; (3) 锻烧膨化：在空气环境中，W l〇°C /min-2(TC /min升温速率，将步骤（2)预热保温 物料加热至 1050°C -1200°C，并保温 15 min-30 min ; (4) 物料冷却；在空气环境中，将步骤（3)锻烧膨化物料缓慢冷却至400°C W下； (5) 物料筛分；采用筛分设备，将步骤（4)冷却后的物料筛分为5mm-25mm粒径，即得到 粒状人造浮石产品； 其中，所述的灰绿色页岩是一种页状和薄层状层构造的粘±质沉积岩，其化学成 分组成为，按质量百分计，Si〇2 63. 2199-67. 4739%，AI2O3 17. 4242-19. 9441%，化2〇3 5. 7451-6. 9106%，Ti〇2 0. 8073-0. 8674%，CaO 0. 4004-0. 6536%，MgO 2. 5815-2. 8623%，K20 3. 1243-4. 4681%，化2〇 0. 9283-1. 1320〇/〇。
[0014] 作为优选的技术方案，在矿石破碎后，先进行矿石筛分，再进行预热保温；将通过 步骤（1)破碎后的矿石筛分为粒径3mm-20mm的物料。
[0015] 浮石之所W能浮于水，必须同时具备S个条件；一是质轻多孔，容重小于1000kg/ m 3;二是W封闭孔隙(简称"闭孔"，W下同）为主己是具有较低的吸水率。因此，要制备符 合质量要求的粒状人造浮石，实现W上目的，必须解决W下两个关键技术问题： (1) 通过系统检测分析，在十分复杂多样的天然矿物岩石中，遽选结构构造、矿物成分、 化学成分等都符合质量要求的天然矿石原料，在不添加其它任何试剂的情况下，直接锻烧 膨化制备出具有W闭孔为主、吸水率低、容重小于lOOOkg/m 3的质轻多孔粒状人造浮石； (2) 根据天然矿石原料特点，通过系统试验，优化锻烧膨化工艺，制备出性能优良的粒 状人造浮石。
[0016] 为了解决上述问题，本申请的发明人首先进行矿石原料遽选： 根据矿物岩石锻烧膨化原理和对矿石原料结构构造、矿物成分、化学成分等要求，在对 多地天然矿石样品系统检测分析基础之上，采用实验高温炉对大量天然矿石样品开展了锻 烧膨化工艺验证试验，确定了适合粒状人造浮石制备的矿石原料，并根据矿石的w下结构