一種人工合成漂珠的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種人工合成漂珠的方法，該方法包括：選擇低鋁礦物、中鋁礦物和低鐵軟質(zhì)粘土與工業(yè)氧化鋁組合為原料；按產(chǎn)品設(shè)計(jì)的化學(xué)組成，將一種或者一種以上的原料相配合；將配合好的原料，在球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行細(xì)磨，使其充分混合；將粉狀原料以高壓空氣為動(dòng)力經(jīng)噴嘴噴入到高溫豎窯內(nèi)；控制豎窯內(nèi)氣流始終處于湍流狀態(tài)，最終粉狀原料熔融后包裹空氣形成封閉的空心球體；空心球體在重力作用下，落入位于高溫豎窯下部的流動(dòng)水收集池內(nèi)，體積密度較小的球體會(huì)漂浮在上層形成成品漂珠。本發(fā)明主體原料采用已知化學(xué)成分的耐火原料配制，可規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。與粉煤灰中的漂珠相比，化學(xué)成分穩(wěn)定可控，耐火度高，是一種生產(chǎn)高檔保溫隔熱耐火材料的理想原料。
【專利說明】一種人工合成漂珠的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及耐火材料原料加工領(lǐng)域，特別是一種人工合成漂珠的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 漂珠是一種能浮于水面的空心球，呈灰白色，壁薄中空，表面封閉而光滑，熱導(dǎo)率 小，具有很好的保溫性能。耐火度> 1620°C的漂珠，廣泛用于生產(chǎn)高強(qiáng)輕質(zhì)保溫耐火材料。 利用優(yōu)質(zhì)漂珠生產(chǎn)的輕質(zhì)隔熱耐火材料，具有體積密度小、強(qiáng)度大、導(dǎo)熱系數(shù)小、可以直接 用于加熱爐的工作襯，節(jié)能效果極為顯著。
[0003] 目前市場上商品漂珠全部來源于是燃煤發(fā)電廠產(chǎn)生的粉煤灰中，僅有占粉煤灰質(zhì) 量的1 %。粉煤灰漂珠的主要成分是Si02、Al203、Fe20 3、K20和Na20等，化學(xué)組成受煤中灰分 組成的影響較大，不可人工控制。市場上出售的漂珠化學(xué)成分因煤產(chǎn)地不同差別很大，一般 只有用山西煤做燃料產(chǎn)生的漂珠可以用于生產(chǎn)輕質(zhì)保溫耐火材料。近年來，隨著火力發(fā)電 技術(shù)的改進(jìn)，大部分電廠逐漸開始采用干法排灰，不在收集漂珠，這些導(dǎo)致市場上的漂珠供 應(yīng)量大大降低，不能滿足高檔次耐火保溫材料生產(chǎn)需求。
[0004] 有些生產(chǎn)廠家，把用珍珠巖生產(chǎn)的膨化玻璃微珠稱為"人造漂珠"，這種材料大多 用于建筑行業(yè)墻體保溫或者蒸汽管道保溫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種人工合成漂珠的方法，滿足生產(chǎn)高檔輕質(zhì)隔熱耐火材料的需 要。
[0006] 本發(fā)明提供的一種人工合成漂珠的方法包括以下步驟：
[0007] a.原料選擇，原料包括如下礦物質(zhì)混合物：
[0008] 1)低鋁礦物：包括軟質(zhì)粘土、硬質(zhì)粘土及高鋁礬土，所述物質(zhì)單獨(dú)使用或者相互 組合使用，其A1 203質(zhì)量百分比在35-50%之間；
[0009] 2)中鋁礦物：包括高鋁礬土生料、紅柱石及硅線石，所述物質(zhì)單獨(dú)使用或者相互 組合使用，其A1 203質(zhì)量百分比在50. 0-70. 0%之間；
[0010] 3)低鐵軟質(zhì)粘土與工業(yè)氧化鋁組合：根據(jù)莫來石組成，控制A1203質(zhì)量百分比在 70-75 %之間，利用窯爐輕燒預(yù)合成莫來石；
[0011] b.按產(chǎn)品設(shè)計(jì)的化學(xué)組成，根據(jù)所選用原料的化學(xué)組成，以A1203為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算每 種原料的比例，將一種或者一種以上的原料相配合；
[0012] c.將上述配合好的原料，在球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行濕法或干法細(xì)磨，使其充分混合，并且粒 度< 0. 044_，將研磨、干燥后的粉狀原料運(yùn)送到原料料倉內(nèi)；
[0013] d.將料倉內(nèi)的粉狀原料用由高壓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣經(jīng)噴嘴噴入到高溫堅(jiān) 窯內(nèi)，根據(jù)粉狀原料的化學(xué)組成，結(jié)合Al20 3-Si02二元系統(tǒng)相圖，控制窯內(nèi)火焰溫度在 1750-2000〇C ；
[0014] e.控制窯內(nèi)氣流始終處于湍流狀態(tài)，使原料在窯內(nèi)有15-20s完全熔融的停留時(shí) 間，最終粉狀原料在表面張力的作用力下包裹窯內(nèi)空氣，形成封閉的空心球體；
[0015] f.空心球體在重力作用下，進(jìn)入位于堅(jiān)式高溫窯下部的流動(dòng)水收集池內(nèi)，由流動(dòng) 水將空心球運(yùn)送到沉降池內(nèi)，沉降池內(nèi)體積密度較小的球體會(huì)漂浮在上層形成成品漂珠， 中部和底部的球體為副產(chǎn)品，分別存放。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是：
[0017] 1.主體原料采用已知化學(xué)成分的礦物原料配制，其化學(xué)成分穩(wěn)定可控，與發(fā)電廠 粉煤灰中的漂珠相比，質(zhì)量穩(wěn)定性好；
[0018] 2.本發(fā)明合成的漂珠采用優(yōu)質(zhì)原料，大大降低漂珠內(nèi)的雜質(zhì)含量，最高使用溫度 可以達(dá)到1600°C ;
[0019] 3.本發(fā)明采用的堅(jiān)式高溫窯的側(cè)壁，采用水循環(huán)冷卻，所產(chǎn)生的循環(huán)水可以用于 供暖、發(fā)電等，能源利用率高，生產(chǎn)成本較低；
[0020] 4.堅(jiān)式高溫窯采用重油或者天然氣等無灰分燃料，燃料不會(huì)給所生產(chǎn)的漂珠帶來 雜質(zhì)，可以按照市場需求進(jìn)行多品種工業(yè)化生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是一種人工合成漂珠的方法采用的裝置示意圖。
[0022] 圖2是一種人工合成漂珠的方法中Al203-Si0 2二元系統(tǒng)相圖。
[0023] 圖1中：1-原料料倉2-高壓風(fēng)機(jī)3-噴嘴4-燒嘴5-高溫堅(jiān)窯6-收集池7-沉 降池8-漂珠

【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖用實(shí)施例更詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 如圖1所示，合成A1203質(zhì)量百分比含量為35-50%的人工合成漂珠的方法，該方 法步驟如下：
[0027] 1.原料選擇：取軟質(zhì)粘土、硬質(zhì)粘土及高鋁礬土，所述的物質(zhì)單獨(dú)或者相互組合 使用，其A1 203質(zhì)量百分比在35-50%之間，相互組合使用的重量比比例為：軟質(zhì)粘土 ：硬質(zhì) 粘土：高鋁礬土= 2 : 5 : 3。
[0028] 2.將原料進(jìn)行濕法細(xì)磨（或共磨）并達(dá)到<0· 044mm的粒度要求，將研磨并經(jīng)過 噴霧干燥機(jī)干燥后的粉狀原料運(yùn)送到原料料倉1內(nèi)；
[0029] 3.將料倉1內(nèi)的粉狀原料由高壓風(fēng)機(jī)2產(chǎn)生的高壓空氣經(jīng)噴嘴3噴入到高溫堅(jiān) 窯5內(nèi)，采用天然氣作為燃料，通過燒嘴4將天然氣噴人高溫堅(jiān)窯內(nèi)，高溫堅(jiān)窯內(nèi)的火焰溫 度控制在1650°C -1700°C之間；
[0030] 4.控制窯內(nèi)氣流始終處于湍流狀態(tài)，使原料在高溫堅(jiān)窯內(nèi)有15s以上足夠完全熔 融的時(shí)間，最終粉狀原料在表面張力的作用力下包裹窯內(nèi)空氣，形成封閉的空心球體；
[0031] 5.形成的空心球體落入高溫堅(jiān)窯5下部的流動(dòng)水收集池6內(nèi)，然后運(yùn)送到沉降池 7內(nèi)。收集沉降池7上層的漂珠8進(jìn)行干燥后檢測(cè)出廠，其他沉入沉降池7底部的不合格 品，收集后集中存放，開辟新的用途。
[0032] 實(shí)施例2
[0033] 如圖1所示，合成A1203質(zhì)量百分比為含量50-70%的人工合成漂珠的方法，該方 法步驟如下：
[0034] 1.原料選擇：取高鋁礬土生料、紅柱石及藍(lán)晶石，所述的物質(zhì)單獨(dú)或者相互組合 使用，其化學(xué)成分A1203質(zhì)量百分比在50. 0-70. 0%之間。相互組合使用的重量比比例為： 高鋁礬土：紅柱石：藍(lán)晶石=3 : 1 : 1。
[0035] 2.將原料進(jìn)行濕法細(xì)磨（或共磨）并達(dá)到<0· 044mm的粒度要求，將研磨并經(jīng)過 噴霧干燥機(jī)干燥后的粉狀原料運(yùn)送到原料料倉1內(nèi)；
[0036] 3.將料倉1內(nèi)的粉狀原料由高壓風(fēng)機(jī)2產(chǎn)生的高壓空氣經(jīng)噴嘴噴3入到高溫堅(jiān) 窯5內(nèi)，采用天然氣作為燃料，通過燒嘴4將天然氣噴人高溫堅(jiān)窯內(nèi)，高溫堅(jiān)窯內(nèi)的火焰溫 度控制在1700°C -1750°C之間；
[0037] 4.控制窯內(nèi)氣流始終處于湍流狀態(tài)，使原料在高溫堅(jiān)窯內(nèi)有18s以上足夠完全熔 融的時(shí)間，最終粉狀原料在表面張力的作用力下包裹窯內(nèi)空氣，形成封閉的空心球體；
[0038] 5.形成的空心球體落入高溫堅(jiān)窯5下部的流動(dòng)水收集池6內(nèi)，然后運(yùn)送到沉降池 7內(nèi)。收集沉降池7上層的漂珠8進(jìn)行干燥后檢測(cè)出廠，其他沉入沉降池7底部的不合格 品，收集后集中存放，開辟新的用途。
[0039] 實(shí)施例3
[0040] 如圖1所示，莫來石質(zhì)人工合成漂珠的方法，該方法步驟如下：
[0041] 1.原料選擇：取低鐵軟質(zhì)粘土與工業(yè)氧化鋁；
[0042] 2.根據(jù)莫來石的組成，按重量比3. 0-3. 5 : 7.0-6. 5的比例將低鐵粘土與工業(yè)氧 化鋁互相組合，控制A1203質(zhì)量百分比在70-75%之間，利用窯爐在1400°C輕燒預(yù)合成莫來 石；
[0043] 3.預(yù)合成的莫來石經(jīng)過干法細(xì)磨達(dá)到粒度< 0.044_，將細(xì)磨后的粉狀原料運(yùn)送 到原料料倉1內(nèi)；
[0044] 4.將料倉1內(nèi)的粉狀原料用高壓風(fēng)機(jī)2產(chǎn)生的高壓空氣經(jīng)噴嘴3噴入到高溫堅(jiān) 窯5內(nèi)，采用重油作為燃料，通過燒嘴4將重油噴人高溫堅(jiān)窯內(nèi)，高溫堅(jiān)窯內(nèi)的火焰溫度控 制在 1900°C -2000°C之間；
[0045] 5.控制窯內(nèi)氣流始終處于湍流狀態(tài)，使原料在高溫堅(jiān)窯內(nèi)有20s以上足夠完全熔 融的時(shí)間，最終粉狀原料在表面張力的作用力下包裹窯內(nèi)空氣，形成封閉的空心球體；
[0046] 6.形成的空心球體落入高溫堅(jiān)窯5下部的流動(dòng)水收集池6內(nèi)，然后運(yùn)送到沉降池 7內(nèi)。收集沉降池7上層的漂珠8進(jìn)行干燥后檢測(cè)出廠，其他沉入沉降池7底部的不合格 品，收集后集中存放，開辟新的用途。
[0047] 表1本發(fā)明合成漂珠與類似產(chǎn)品性能對(duì)比
[0048]

【權(quán)利要求】
1. 一種人工合成漂珠的方法，其特征是該方法包括以下步驟： a. 原料選擇，原料包括如下礦物質(zhì)及混合物： 1) 低鋁礦物：包括軟質(zhì)粘土、硬質(zhì)粘土及高鋁礬土，所述物質(zhì)單獨(dú)使用或者相互組合 使用，其A1203質(zhì)量百分比在35-50%之間； 2) 中鋁礦物：包括高鋁礬土生料、紅柱石及硅線石，所述物質(zhì)單獨(dú)使用或者相互組合 使用，其A1203質(zhì)量百分比在50. 0-70. 0%之間； 3) 低鐵軟質(zhì)粘土與工業(yè)氧化鋁組合：根據(jù)莫來石組成，控制A1203質(zhì)量百分比在 70-75 %之間，利用窯爐輕燒預(yù)合成莫來石； b. 按產(chǎn)品設(shè)計(jì)的化學(xué)組成，根據(jù)所選用原料的化學(xué)組成，以A1203為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算每種原 料的比例，將一種或者一種以上的原料相配合； c. 將上述配合好的原料，在球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行濕法或干法細(xì)磨，使其充分混合，并且粒度 < 0. 044mm，將研磨、干燥后的粉狀原料運(yùn)送到原料料倉內(nèi)； d. 將料倉內(nèi)的粉狀原料用由高壓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高壓空氣經(jīng)噴嘴噴入到高溫堅(jiān)窯內(nèi)，根據(jù) 粉狀原料的化學(xué)組成，結(jié)合Al20 3-Si02二元系統(tǒng)相圖，控制窯內(nèi)火焰溫度在1750-2000°C ; e. 控制窯內(nèi)氣流始終處于湍流狀態(tài)，使原料在窯內(nèi)有15-20s完全熔融的停留時(shí)間，最 終粉狀原料在表面張力的作用力下包裹窯內(nèi)空氣，形成封閉的空心球體； f. 空心球體在重力作用下，進(jìn)入位于堅(jiān)式高溫窯下部的流動(dòng)水收集池內(nèi)，由流動(dòng)水將 空心球運(yùn)送到沉降池內(nèi)，沉降池內(nèi)體積密度較小的球體會(huì)漂浮在上層形成成品漂珠，中部 和底部的球體為副產(chǎn)品，分別存放。
【文檔編號(hào)】C04B35/66GK104058760SQ201410312346
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】李志堅(jiān), 周寶余, 吳鋒, 王林, 欒旭, 李心慰, 徐娜 申請(qǐng)人:遼寧科技大學(xué)