一種人工合成漂珠的方法
2023-04-27 03:21:31 2
一種人工合成漂珠的方法
【專利摘要】本發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粘土與工業氧化鋁組合為原料；按產品設計的化學組成，將一種或者一種以上的原料相配合；將配合好的原料，在球磨機內進行細磨，使其充分混合；將粉狀原料以高壓空氣為動力經噴嘴噴入到高溫豎窯內；控制豎窯內氣流始終處於湍流狀態，最終粉狀原料熔融後包裹空氣形成封閉的空心球體；空心球體在重力作用下，落入位於高溫豎窯下部的流動水收集池內，體積密度較小的球體會漂浮在上層形成成品漂珠。本發明主體原料採用已知化學成分的耐火原料配製，可規模化工業生產。與粉煤灰中的漂珠相比，化學成分穩定可控，耐火度高，是一種生產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
【技術領域】
[0001] 本發明涉及耐火材料原料加工領域，特別是一種人工合成漂珠的方法。
【背景技術】
[0002] 漂珠是一種能浮於水面的空心球，呈灰白色，壁薄中空，表面封閉而光滑，熱導率 小，具有很好的保溫性能。耐火度> 1620°C的漂珠，廣泛用於生產高強輕質保溫耐火材料。 利用優質漂珠生產的輕質隔熱耐火材料，具有體積密度小、強度大、導熱係數小、可以直接 用於加熱爐的工作襯，節能效果極為顯著。
[0003] 目前市場上商品漂珠全部來源於是燃煤發電廠產生的粉煤灰中，僅有佔粉煤灰質 量的1 %。粉煤灰漂珠的主要成分是Si02、Al203、Fe20 3、K20和Na20等，化學組成受煤中灰分 組成的影響較大，不可人工控制。市場上出售的漂珠化學成分因煤產地不同差別很大，一般 只有用山西煤做燃料產生的漂珠可以用於生產輕質保溫耐火材料。近年來，隨著火力發電 技術的改進，大部分電廠逐漸開始採用幹法排灰，不在收集漂珠，這些導致市場上的漂珠供 應量大大降低，不能滿足高檔次耐火保溫材料生產需求。
[0004] 有些生產廠家，把用珍珠巖生產的膨化玻璃微珠稱為"人造漂珠"，這種材料大多 用於建築行業牆體保溫或者蒸汽管道保溫。
【發明內容】
[0005] 本發明提供了一種人工合成漂珠的方法，滿足生產高檔輕質隔熱耐火材料的需 要。
[0006] 本發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混合物：
[0008] 1)低鋁礦物：包括軟質粘土、硬質粘土及高鋁礬土，所述物質單獨使用或者相互 組合使用，其A1 203質量百分比在35-50%之間；
[0009] 2)中鋁礦物：包括高鋁礬土生料、紅柱石及矽線石，所述物質單獨使用或者相互 組合使用，其A1 203質量百分比在50. 0-70. 0%之間；
[0010] 3)低鐵軟質粘土與工業氧化鋁組合：根據莫來石組成，控制A1203質量百分比在 70-75 %之間，利用窯爐輕燒預合成莫來石；
[0011] b.按產品設計的化學組成，根據所選用原料的化學組成，以A1203為標準，計算每 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，在球磨機內進行溼法或幹法細磨，使其充分混合，並且粒 度< 0. 044_，將研磨、乾燥後的粉狀原料運送到原料料倉內；
[0013] d.將料倉內的粉狀原料用由高壓風機產生的高壓空氣經噴嘴噴入到高溫堅 窯內，根據粉狀原料的化學組成，結合Al20 3-Si02二元系統相圖，控制窯內火焰溫度在 1750-2000〇C ；
[0014] e.控制窯內氣流始終處於湍流狀態，使原料在窯內有15-20s完全熔融的停留時 間，最終粉狀原料在表面張力的作用力下包裹窯內空氣，形成封閉的空心球體；
[0015] f.空心球體在重力作用下，進入位于堅式高溫窯下部的流動水收集池內，由流動 水將空心球運送到沉降池內，沉降池內體積密度較小的球體會漂浮在上層形成成品漂珠， 中部和底部的球體為副產品，分別存放。
[0016] 本發明的有益效果是：
[0017] 1.主體原料採用已知化學成分的礦物原料配製，其化學成分穩定可控，與發電廠 粉煤灰中的漂珠相比，質量穩定性好；
[0018] 2.本發明合成的漂珠採用優質原料，大大降低漂珠內的雜質含量，最高使用溫度 可以達到1600°C ;
[0019] 3.本發明採用的堅式高溫窯的側壁，採用水循環冷卻，所產生的循環水可以用於 供暖、發電等，能源利用率高，生產成本較低；
[0020] 4.堅式高溫窯採用重油或者天然氣等無灰分燃料，燃料不會給所生產的漂珠帶來 雜質，可以按照市場需求進行多品種工業化生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021] 圖1是一種人工合成漂珠的方法採用的裝置示意圖。
[0022] 圖2是一種人工合成漂珠的方法中Al203-Si0 2二元系統相圖。
[0023] 圖1中：1-原料料倉2-高壓風機3-噴嘴4-燒嘴5-高溫堅窯6-收集池7-沉 降池8-漂珠
【具體實施方式】
[0024] 下面結合附圖用實施例更詳細描述本發明。
[0025] 實施例1
[0026] 如圖1所示，合成A1203質量百分比含量為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：取軟質粘土、硬質粘土及高鋁礬土，所述的物質單獨或者相互組合 使用，其A1 203質量百分比在35-50%之間，相互組合使用的重量比比例為：軟質粘土 ：硬質 粘土：高鋁礬土= 2 : 5 : 3。
[0028] 2.將原料進行溼法細磨（或共磨）並達到<0· 044mm的粒度要求，將研磨並經過 噴霧乾燥機乾燥後的粉狀原料運送到原料料倉1內；
[0029] 3.將料倉1內的粉狀原料由高壓風機2產生的高壓空氣經噴嘴3噴入到高溫堅 窯5內，採用天然氣作為燃料，通過燒嘴4將天然氣噴人高溫堅窯內，高溫堅窯內的火焰溫 度控制在1650°C -1700°C之間；
[0030] 4.控制窯內氣流始終處於湍流狀態，使原料在高溫堅窯內有15s以上足夠完全熔 融的時間，最終粉狀原料在表面張力的作用力下包裹窯內空氣，形成封閉的空心球體；
[0031] 5.形成的空心球體落入高溫堅窯5下部的流動水收集池6內，然後運送到沉降池 7內。收集沉降池7上層的漂珠8進行乾燥後檢測出廠，其他沉入沉降池7底部的不合格 品，收集後集中存放，開闢新的用途。
[0032] 實施例2
[0033] 如圖1所示，合成A1203質量百分比為含量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、紅柱石及藍晶石，所述的物質單獨或者相互組合 使用，其化學成分A1203質量百分比在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：藍晶石=3 : 1 : 1。
[0035] 2.將原料進行溼法細磨（或共磨）並達到<0· 044mm的粒度要求，將研磨並經過 噴霧乾燥機乾燥後的粉狀原料運送到原料料倉1內；
[0036] 3.將料倉1內的粉狀原料由高壓風機2產生的高壓空氣經噴嘴噴3入到高溫堅 窯5內，採用天然氣作為燃料，通過燒嘴4將天然氣噴人高溫堅窯內，高溫堅窯內的火焰溫 度控制在1700°C -1750°C之間；
[0037] 4.控制窯內氣流始終處於湍流狀態，使原料在高溫堅窯內有18s以上足夠完全熔 融的時間，最終粉狀原料在表面張力的作用力下包裹窯內空氣，形成封閉的空心球體；
[0038] 5.形成的空心球體落入高溫堅窯5下部的流動水收集池6內，然後運送到沉降池 7內。收集沉降池7上層的漂珠8進行乾燥後檢測出廠，其他沉入沉降池7底部的不合格 品，收集後集中存放，開闢新的用途。
[0039] 實施例3
[0040] 如圖1所示，莫來石質人工合成漂珠的方法，該方法步驟如下：
[0041] 1.原料選擇：取低鐵軟質粘土與工業氧化鋁；
[0042] 2.根據莫來石的組成，按重量比3. 0-3. 5 : 7.0-6. 5的比例將低鐵粘土與工業氧 化鋁互相組合，控制A1203質量百分比在70-75%之間，利用窯爐在1400°C輕燒預合成莫來 石；
[0043] 3.預合成的莫來石經過幹法細磨達到粒度< 0.044_，將細磨後的粉狀原料運送 到原料料倉1內；
[0044] 4.將料倉1內的粉狀原料用高壓風機2產生的高壓空氣經噴嘴3噴入到高溫堅 窯5內，採用重油作為燃料，通過燒嘴4將重油噴人高溫堅窯內，高溫堅窯內的火焰溫度控 制在 1900°C -2000°C之間；
[0045] 5.控制窯內氣流始終處於湍流狀態，使原料在高溫堅窯內有20s以上足夠完全熔 融的時間，最終粉狀原料在表面張力的作用力下包裹窯內空氣，形成封閉的空心球體；
[0046] 6.形成的空心球體落入高溫堅窯5下部的流動水收集池6內，然後運送到沉降池 7內。收集沉降池7上層的漂珠8進行乾燥後檢測出廠，其他沉入沉降池7底部的不合格 品，收集後集中存放，開闢新的用途。
[0047] 表1本發明合成漂珠與類似產品性能對比
[0048]
【權利要求】
1. 一種人工合成漂珠的方法，其特徵是該方法包括以下步驟： a. 原料選擇，原料包括如下礦物質及混合物： 1) 低鋁礦物：包括軟質粘土、硬質粘土及高鋁礬土，所述物質單獨使用或者相互組合 使用，其A1203質量百分比在35-50%之間； 2) 中鋁礦物：包括高鋁礬土生料、紅柱石及矽線石，所述物質單獨使用或者相互組合 使用，其A1203質量百分比在50. 0-70. 0%之間； 3) 低鐵軟質粘土與工業氧化鋁組合：根據莫來石組成，控制A1203質量百分比在 70-75 %之間，利用窯爐輕燒預合成莫來石； b. 按產品設計的化學組成，根據所選用原料的化學組成，以A1203為標準，計算每種原 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，在球磨機內進行溼法或幹法細磨，使其充分混合，並且粒度 < 0. 044mm，將研磨、乾燥後的粉狀原料運送到原料料倉內； d. 將料倉內的粉狀原料用由高壓風機產生的高壓空氣經噴嘴噴入到高溫堅窯內，根據 粉狀原料的化學組成，結合Al20 3-Si02二元系統相圖，控制窯內火焰溫度在1750-2000°C ; e. 控制窯內氣流始終處於湍流狀態，使原料在窯內有15-20s完全熔融的停留時間，最 終粉狀原料在表面張力的作用力下包裹窯內空氣，形成封閉的空心球體； f. 空心球體在重力作用下，進入位于堅式高溫窯下部的流動水收集池內，由流動水將 空心球運送到沉降池內，沉降池內體積密度較小的球體會漂浮在上層形成成品漂珠，中部 和底部的球體為副產品，分別存放。
【文檔編號】C04B35/66GK104058760SQ201410312346
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月1日 優先權日:2014年7月1日
【發明者】李志堅, 周寶餘, 吳鋒, 王林, 欒旭, 李心慰, 徐娜 申請人:遼寧科技大學