一种粉煤灰空心微珠的表面处理工艺的制作方法

本发明涉及一种粉煤灰空心微珠(简称“微珠”)的表面处理工艺，属于表面处理技术领域。

背景技术：

粉煤灰空心微珠是从粉煤灰中分选出来的微珠。粉煤灰是由各种形状差别大的颗粒组成，各种颗粒都是煤粉在锅炉内燃烧时，其灰分熔融冷却而成。粉煤灰空心漂珠的主要化学成分为氧化硅和氧化铝，分别为60％和30％左右。

粉煤灰空心微珠。煤系粘土质矿物中主要是高岭石和伊利水云母，于550℃左右便脱水排气，从单斜晶系相变为非晶质相，因膨胀排气，质地变得疏松多孔，从1000-1300℃逐渐熔融分解.形成莫来石和石英玻璃的共生组合，如这时受到急冷作用，便形成含多量莫来石徽晶的海绵状玻璃，当温度升到1400℃左右时，不规则状的海绵颗粒，先从棱角等尖薄部位开始钝化，继而表面熔融将孔隙中的气体密封在内，随着温度升高，熔融的颗粒受表面张力影响成为球状，形成了柘榴状，徽孔环壳状和空心球壳等结构，这时冷却便成为空心玻珠。

由于粉煤灰在燃烧过程中会有其它的杂质物质，在高温下容易粘结在微珠的表面，使得微珠的形状不规则，同时由于微珠在成长过程中没有严格的控制导致其密度等物理特性有很大的差别。

由于微珠为电厂的副产品，价格便宜，目前多是用作耐火材料或者填充料为主，也有部分学者研究了利用其作为涂覆用的材料，目前进行表面处理的方法多是利用常规的单一酸处理或碱处理，这些方法不能很好的对其表面粘附的小颗粒进行处理，同时也没有很好的选择性。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的在于提供一种粉煤灰空心微珠的表面处理工艺。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种粉煤灰空心微珠的表面处理工艺，包括以下步骤：

(1)对微珠进行醇洗，静置分层后，回收醇洗溶液下部沉淀的微珠；

(2)对醇洗后的微珠进行水洗，静置分层后，回收水洗溶液上部漂浮的微珠；

(3)对水洗后的微珠进行超声波处理；

(4)对超声波处理后的微珠进行酸处理，酸处理后重复步骤(2)；

(5)对微珠进行碱处理，碱处理后重复步骤(2)，得到适于进行涂覆用的轻质微珠。

本发明的主要原理为：在步骤(1)中利用醇洗将有机物进行清洗，同时选出密度大于0.7-0.8g/cm³的微珠；通过步骤(2)清洗部分粘附的灰分，同时选出密度小于1.0g/cm³的微珠；通过步骤(3)超声清洗掉粘附在微珠表面的小颗粒或将粘连在一起的微珠分开；通过步骤(4)和步骤(5)使得微珠表面形成小的缺陷，以利于后续的涂覆过程。

在本发明中，所用的粉煤灰空心微珠为电厂生产过程中产生的微珠，其粒度范围为30-200μm。

在所述步骤(1)中，醇洗温度为20-30℃，醇洗时间10-60min，搅拌强度200-800rpm。

在所述步骤(2)中，水洗温度为20-30℃，水洗时间为5-60min，搅拌强度为200-800rpm。

在所述步骤(3)中，超声波处理温度为20-30℃，超声时间为5-15min，超声强度为20-80KHZ。

在所述步骤(4)中，酸处理温度为20-30℃，搅拌强度为200-800rpm，酸处理时间为5-20min。

在所述步骤(5)中，碱处理温度为20-30℃，搅拌强度为200-800rpm，碱处理时间为5-20min。

在本发明中，所用的醇为甲醇或乙醇，所用的酸处理剂为硫酸或盐酸，所用的碱处理剂为氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液。其中，硫酸的浓度为1-5mol/L；盐酸的浓度为1-5mol/L；氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中氢氧化钠的浓度为2-5mol/L，碳酸钠的浓度为2-5mol/L。

本发明的优点在于：

本发明根据粉煤灰空心微珠的形成特点，利用醇洗、水洗、超声洗、酸处理和碱处理等手段对微珠表面进行处理，选别出密度在0.7-1g/cm³的适合涂覆用的高质量轻质微珠，以提高后续材料的涂覆能力。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图2为实施例1中未经过表面处理的微珠的SEM图。

图3为实施例1中表面处理后的微珠的SEM图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明做进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，为本发明的工艺流程图，粉煤灰空心微珠依次经过醇洗→水洗→超声洗→酸处理→水洗→碱处理→水洗等手段得到适合表面涂覆的微珠。

实施例1

以一批粉煤灰空心微珠表面处理为例，具体操作步骤如下：

(1)醇洗

对微珠进行醇洗，温度为25℃，醇洗时间30min，搅拌强度500rpm，静置5min分层后，过滤回收醇洗溶液下部沉淀的微珠；

(2)水洗

对醇洗后的微珠进行水洗，温度为25℃，水洗时间15min，搅拌强度500rpm，静置5min后分层，过滤回收水洗溶液上部漂浮的微珠；

(3)超声波处理

对水洗后的微珠进行超声波处理，温度为25℃，超声时间10min，超声强度40KHZ，过滤回收上部漂浮的微珠；

(4)酸处理

对超声波处理后的微珠进行酸处理，盐酸浓度为2.5mol/L，温度为25℃，搅拌强度500rpm，酸处理时间为15min，酸处理后进行水洗，洗掉残余的碱液，水洗温度为25℃，水洗时间15min，搅拌强度500rpm，静置5min后分层，过滤回收微珠；

(5)碱处理

对酸处理后的微珠进行碱处理，氢氧化钠溶液浓度为3mol/L，碳酸钠溶液浓度为3mol/L，温度为25℃，搅拌强度500rpm，酸处理时间为15min，碱处理后进行水洗，洗掉残余的碱液，水洗温度为25℃，水洗时间15min，搅拌强度500rpm，静置5min后分层，过滤回收微珠。

如图2所示，未经过表面处理的微珠表面粘附大量的杂质物质，微珠的形状不规则，不适用于表面涂敷。如图3所示，经表面处理后的微珠表面光滑，形状规则，适合用于表面涂敷。