一种超细闭孔玻化微珠的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超细闭孔玻化微珠的制备方法，这种玻化微珠具有比普通玻化微珠更高的抗压强度性能，可作为隔热保温材料、石油古井用低密度减轻剂以及乳化炸药的敏化剂。
【背景技术】
[0002]珍珠岩是一种火山喷发时在一定条件下形成的酸性玻璃质恪岩，属非金属矿物质，主要成份是Si02、A1203、CaO和一定含量的化合结晶水，经过人工粉碎，分级加工形成一定粒径的矿砂颗粒，在瞬间高温下，矿砂内部结晶水汽化产生膨胀力，将熔溶状态下的珍珠岩矿砂颗粒瞬时膨胀，经冷却后形成多孔轻质白色颗粒，理化性能十分稳定，具有很好的绝热防火性能，是一种很好的无机轻质绝热材料，可广泛用于工业、农业、化工、建材、食品加工过滤等行业。
[0003]我国从60年代起对珍珠岩矿产资源就已经进行了开发利用，几十年来矿产资源开采一直还处于较为原始落后的阶段，大多数都是采用劳力密集型开采，矿产资源利用率极低，加工后矿砂品位质量较差(而不是原矿品位低)，造成大量不可再生资源浪费。后期产品及应用，几十年来也一直处于单一状态(包括标准要求)，且附加值很低。随着科学的发展和市场经济的需求，近年来有所提高，特别是从矿山源头管理和矿山的综合开采，机械化程度和矿砂分级都有很大改善。目前已在膨胀玻化微珠、球形闭孔珍珠岩等微细粒的开发利用。
[0004]但目前市场上玻化微珠颗粒粒径为0.1?2mm，强度< IMPa，吸水率很大，无法有效地提高资源利用率和后期产品的附加值，降低综合成本。
[0005]所以开发一种超细闭孔玻化微珠将有助于拓展玻化微珠应用领域，另一方面将有助于提高以玻化微珠作为添加剂的复合材料整体性能。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于提供一种超细微米级闭孔玻化微珠的制备方法，此玻化微珠比普通玻化微珠有更细的粒径和更高的抗压强度，是一种性能优异的新型轻质填料，可广泛应用于树脂、塑料、高聚物基复合材料、新型建材、高档涂料、精细化工等行业。而且，由于玻化微珠与漂珠和空心玻璃微珠的性能和作用类似，替代日益枯竭的漂珠和昂贵的空心玻璃微珠产品应用到我国石油勘探、高级复合材料、海底保温、固体浮力材料等高技术领域，将更有效地提高资源利用率和产品的附加值，创造出巨大的经济利益和社会效益。
[0007]本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的，一种超细闭孔玻化微珠的制备方法，包括以下步骤:
①破碎粉磨:将珍珠岩矿砂原料破碎分级为5?40μ m的颗粒粉体；
②烘干控水:由于珍珠岩产地不同其含水率也不同，为了获得超细闭孔玻化微珠需对粉磨好的珍珠岩粉体进行预热烘干，烘干后的粉体含水率控制在0.5?2%之间； ③空心玻化:将烘干好的珍珠岩粉体放到给料仓中，进行火焰漂浮空心玻化，玻化炉的进料口设在燃烧器底部，从底部中心进料，通过进料通道进入火道与燃烧状态气流汇合，燃气通过燃气通道由喷嘴喷出，助燃空气通过空气通道在旋流片作用下旋流进入炉腔与喷出的燃气混合和燃烧。珍珠岩的流向和燃烧气流的流向一致，珍珠岩粉体在燃烧的火焰中熔融后在末端引风机作用下，只能垂直向上流动并迅速冷却，从而避免熔融的珍珠岩粉体与炉壁或其他器件碰撞，因而提高了玻化微珠的成珠率，玻化炉的温度为1000?1300°C。
[0008]④收集分选:经过玻化炉加热过的玻化微珠粉体经过旋风收集器和布袋收集器收集，将收集下来的玻化微珠通过漂浮法分离出闭孔玻化微珠。
[0009]采用本发明的制备方法所得的超细闭孔玻化微珠其粒度集中在10?100 μ m，密度< 0.6g/cm3，抗压强度彡3Mpa，漂浮率彡90%。此玻化微珠可替代价格昂贵的人造空心玻璃微珠应用到高质量隔热保温吸音材料、石油固井低密度水泥浆料、乳化炸药等领域中，不但节约了成本，而且拓展了玻化微珠的应用领域。
【具体实施方式】
[0010]实施例一:
采用的珍珠岩矿砂原料经过分析，其化学成分为S12 71.96%, Al2O3 12.23%, Na2O2.34%, CaO 0.78%, MgO 0.28%, K2O 4.36%, Fe2O3 0.64% H2O 6.36%。经气流粉碎分级机将珍珠岩矿砂粉碎分级，粉碎分级后的颗粒粉体粒径D1(l=5.99 μ m，D50=23 μ m，D90=45 μ m，最大粒径不超过60 μ m，然后在250°C下预热4小时，控制其含水量在0.5%?0.6%，然后将预热好的粉体以20kg/h的数度用加料机送入空心玻化炉，球化温度控制在1000?1300°C之间，球化时间为0.5?2秒，经过空心玻化的珍珠岩粉体经收集器收集后，通过漂浮在水面上收集空心玻化微珠，空心玻化微珠的粒径基本集中在10?80 μ m之间，飘浮率为90 %，密度为0.46±0.02g/cm3。当受8MPa静水力学压力时，空心微珠体积破球率小于10%。
[0011]实施例二:
米用与实施例一同样珍珠岩粉体，在250 °C下预热3小时，控制其含水量在1.5?
1.6%，其它与实施例一相同，制备出的超细闭孔玻化微珠漂浮率92%，密度为0.32±0.02g/cm3。当受5MPa静水力学压力时，空心微珠体积破球率小于10%。
[0012]实施例三:
采用与实施例一同样珍珠岩粉体，在250°C下预热2小时，控制其含水量在1.9?
2.0%，其它与实施例一相同，制备出的超细闭孔玻化微珠漂浮率95%，密度为0.25±0.02g/cm3。当受3MPa静水力学压力时，空心微珠体积破球率小于10%。
[0013]以上实施例并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种超细闭孔玻化微珠的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: Ca)将珍珠岩矿砂原料进行粉碎分级； (b)将粉碎分级后的珍珠岩粉体进行预热控水； (c)将预热控水后的珍珠岩粉体通过空心玻化炉进行空心玻化； (d)将空心玻化后的产品收集，然后通过漂浮法分离出超细闭孔玻化微珠。
2.根据权利要求1所述一种超细闭孔玻化微珠的制备方法，其特征在于，步骤(a)粉碎分级的粒径控制在5?40 μ m。
3.根据权利要求1所述一种超细闭孔玻化微珠的制备方法，其特征在于，其特征在于，步骤(b)中珍珠岩粉体预热控水，是指珍珠岩粉体在250°C下预热，并控制含水量在0.5?2%之间。
4.根据权利要求1所述一种超细闭孔玻化微珠的制备方法，其特征在于，其特征在于，步骤(c)空心玻化温度控制在1000?1300°C，玻化时间在0.5?2秒。
5.根据权利要求1所述一种超细闭孔玻化微珠的制备方法，其特征在于，所制备超细闭孔玻化微珠的粒度集中在10?100 μ m，密度< 0.6g/cm3，抗压强度多3Mpa，漂浮率彡 90%。
【专利摘要】本发明公开一种超细闭孔玻化微珠的制备方法，其步骤为：将珍珠岩粉体粉磨分级为5～40μm的颗粒粉体；珍珠岩颗粒粉体进行预热控水，水分控制在0.5～2%之间；预热粉体在空心玻化炉内进行空心玻化，其玻化微珠控制在1000～1300℃；然后将空心玻化的粉体收集漂选分离出超细闭孔玻化微珠。所得超细闭孔玻化微珠其粒度集中在10～100μm，密度≤0.6g/cm3，抗压强度≥3Mpa，漂浮率≥90％。此玻化微珠可替代价格昂贵的人造空心玻璃微珠应用到高质量隔热保温吸音材料、石油固井低密度水泥浆料、乳化炸药等领域中，不但节约成本，而且拓展了玻化微珠的应用领域。
【IPC分类】C04B20-06
【公开号】CN104876465
【申请号】CN201510255285
【发明人】彭寿, 郅天奇, 彭小波, 王芸, 马祥, 倪嘉
【申请人】蚌埠玻璃工业设计研究院, 北京世青国际学校
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月19日