我国珍珠岩生产技术与应用探讨

　　我国珍珠岩生产技术与应用探讨一、资源分布 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熔岩，属非金属矿物质,主要成分是SiO2、Al2O3、CaO和一定含量的水化合物结晶水，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，矿砂内部结晶水气化产生膨胀力，将熔溶状态下的珍珠岩矿砂颗粒瞬时膨胀，经冷却后形成多空轻质白色颗粒，理化性能十分稳定，具有较好的绝热防火性能，是一种很好的无机轻质绝热材料。可广泛用于工业，农业，建材，食品加工过滤等行业。矿产资源主要分布在我国的河南、河北、内蒙、辽宁、山西、福建、广东、浙江、湖南等地。以河南信阳、河北承德、内蒙赤峰、辽宁建平、山西灵丘为集中矿源地，品质较好，同时有的地区还伴生有黑曜岩、松脂岩、蛭石、沸石、膨润土等公生非金属矿，资源蕴藏量十分丰富，是我国地质资源的宝贵财富。二、开采加工 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处于较为原始的落后阶段，大多数都是劳力密集型开采，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)，且附加值低。随着科学的发展和市场经济的需求，进年来有所提高，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的改善，目前国内有的地方已经实行了统一规范开采加工，大大提高了矿资源的利用率，同时又提高了矿砂品位,为后期加工提供了优质的原材料。三、生产工艺技术 珍珠岩的膨化技术，在我国几十年来一直受困与能耗高，污染大两大问题，传统生产过程中，预热脱水工序一般都是采用外预热和内预热两种形式，其炉型均为卧式预热。外预热采用在预热桶外部用块煤燃烧预热，人工控制；内预热则采用在预热桶内部用机械输送煤粉燃烧预热。两者均有利弊，主要是不能十分稳定的控制矿砂内部结晶水的含量，影响后期膨化，也是我们珍珠岩行业最忽视的一个主要工艺技术，应该引起重视。膨胀炉在国内主要分为卧式和立式炉两大类。加热形式分别为燃气、燃油、块煤、煤气和电能作为加热形式，各自能耗与炉体结构有着密切的关系，同时对产品的质量和成本也有着直接的影响，目前我国的双曲线炉节能性比较好。从炉体内部分析，一般炉径600-800mm，年产量可达10万立方米以上，其他炉型也有年3-6万立方米不等，不同炉型跟能源利用也有一定的关系，不完全燃烧和充分燃烧是能耗的关键，我们现在有许多炉型设计是不科学的，能耗浪费太大，工艺温度不易控制，劳动强度大，环境差，同时造成生产成本增加，产品质量不稳定。余热利用方面目前我国还比较落后，个别厂家用了一部分，利用余热给补氧供风加热和矿砂余热、可提高燃料燃烧的充分性，不妨生产厂家可试验一下。目前我国珍珠岩在生产过程中都遇到三大难题，一是结炉，二是尘污染，三是膨化倍数低，实质上是一个系统工艺问题，由于很多厂家对珍珠岩理化性能和生产工艺要点并不清楚，对工艺平衡换算更无知晓，只凭着一般操作经验，维持传统生产工艺，对生产过程中质量控制点不重视，包括计算给料，普遍认为结炉、粉尘污染是正常的，膨化倍数是矿砂决定的。其实不然，结炉，粉尘多，膨化倍数低，跟矿砂和炉型结构，膨胀温度都有关系，但同样的炉型，同样的温度，同样的矿砂，有的结炉现象和粉尘就少。厂家往往把希望全寄托在燃炉工身上，从预热到膨化炉的温区点，全凭肉眼观看，直观根据感觉，实际温度不确切，这是不全面的。大家可以想一想，珍珠岩矿砂为什么会膨胀？根据不同粒径它的膨胀力，膨胀时间，膨胀温度是多少？按照我国珍珠岩的理化性能，一般矿砂预热脱水温度是380-470℃，膨化温度是1100-1150℃，熔点温度是1200-1300℃，那么在此温度区脱水、膨胀、熔化均有一定的时间要求，这就需要一个工艺平衡参数。结晶水的膨胀力直接关系到产品的膨化质量，所以目前我们许多厂家只重视膨化炉，忽视预热炉，这是极为不正确的。同时矿砂的粒径的均匀性也有很大的影响，在同一炉生产过程中结炉、粉尘大、膨化不好，关键因素在矿砂粒径的均匀性和预热脱水量的均衡性，所以提出矿砂分级使用、尽量减少矿砂的粉尘、提高矿砂粒径的均匀性和脱水量的均衡性是十分必要的，可提高产品的成品率，降低生产成本，同时提高资源利用率。在生产过程中解决微尘的主要途径是通过提高矿砂的均匀性和预热脱水量的均衡性，减少微尘产生的源头，同时对收集工艺在旋风收集排放过程中，通过减压仓收集，降低风压流量和温度，排放时适当水淋和布袋过滤收集即可解决。四、应用探讨 由于我国长期以来，膨胀珍珠岩一直都是执行JC/T209-92标准，主要是以容重这一指标衡量产品性能质量(包括矿砂标准)。这与当今科学进步、社会发展、市场需求有一定的质量标准差距。从单一的保温隔热性能要求，扩延到轻质骨料的填充应用以及工业、农业、化工等领域应用的延伸，不论从容重、粒径都有不同的质量标准要求，同时对颗粒强度、吸水率也提出了更高的要求，轻容重已不再成为唯一产品质量优劣的衡量标准，无机轻质绝缘材料新技术的研制开发与生产装备工艺技术的创新是我们科研的重要课题。河南省久新珍珠岩工业有限公司研制开发的玻化微珠，一种无机玻璃质矿物质材料，经过特殊工艺技术加工而成的一种环保型高性能新型无机轻质绝热材料，产品呈不规则球状颗粒，内部多孔空腔结构，表面玻化封闭，光泽平滑，理化性能十分稳定。具有质轻、绝热、隔音、防火、耐高温、耐老化、吸水率小等优异性能。玻化微珠保温砂浆具有优良的保温、隔热、防火和施工性能，弥补了用聚苯颗粒和普通珍珠岩做轻质骨料的其他传统砂浆诸多缺陷和不足，克服了膨胀珍珠岩吸水性大、易粉化、在料浆搅拌中体积收失率大，易造成产品后期保温性能降低和空鼓开裂现象，同时有弥补了聚苯颗粒有机防火性能差，高温产生有害气体和抗老化耐候性差，施工中反弹性大等缺陷。