一種以灰綠色頁巖為原料制備粒狀人造浮石的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種W灰綠色頁巖為原料制備粒狀人造浮石的方法，W天然灰綠色頁 巖為原料，不添加其它任何試劑，采用優(yōu)化鍛燒膨化工藝，制備粒狀人造浮石，適用于W天 然灰綠色頁巖為原料的粒狀人造浮石加工制備。
【背景技術(shù)】
[0002] 浮石又稱輕石或浮巖，因孔隙多、質(zhì)量輕、容重小于lOOOkg/m3,能浮于水面而得 名。天然浮石是一種多孔、輕質(zhì)的玻璃質(zhì)酸性火山噴出巖，容重一般在45化g/m 3左右，其化 學(xué)成分相當(dāng)于流紋質(zhì)中酸性火山巖，一般是富侶、鐘、鋼的娃酸鹽，即W Si〇2為主要成分的 類似玻璃組成的天然物質(zhì)。天然浮石的孔隙率較大，具有多孔、質(zhì)輕、高強、導(dǎo)熱系數(shù)小、阻 燃、防潮、防蟲、防霉、不老化、不腐蝕、無污染、無放射性等特點，是理想的天然、綠色、環(huán)保、 保溫、隔熱的輕質(zhì)多孔材料。
[0003] 浮石可廣泛用于建筑、化工、園林、紡織、服裝等行業(yè)，還可用于護膚、護足等有效 的去除皮膚上殘留的角質(zhì)層。浮石在建筑方面可制浮石混凝±、石灰浮石材料，W使建筑物 體輕，并具有隔熱保溫、隔音吸音的性能；在化學(xué)工業(yè)中可用作過濾劑、干燥劑、催化劑；還 可用作磨料，加工服裝W及磨制大理石、金屬等。
[0004] 天然浮石一般是酸性火山巖烙體在火山噴發(fā)過程中形成。由于形成地質(zhì)條件特 殊，我國只有少數(shù)地方有一定分布，比較著名的產(chǎn)地有云南騰沖和黑龍江五大連池等。由于 天然浮石質(zhì)量輕、容重小，運輸成本高，使其應(yīng)用的福射半徑受到很大限制。因此，利用當(dāng)?shù)?天然礦產(chǎn)資源制備人造浮石具有重要的實際意義。
[0005] 目前，已有人研發(fā)出泡沫玻璃用于化工設(shè)備的保溫，泡沫玻璃具有阻燃、防潮、不 老化、不腐蝕等性能，但泡沫玻璃的抗壓強度不高（0. 6Mpa/m2)，抗壓性較差，并且制造工藝 復(fù)雜，成本也比較高。
[0006] CN 1433992A公開了一種建筑物內(nèi)外裝飾用人造石板及其制造方法。該人造石板 是不需燒制，W沸石為主料，并與火山灰、浮石、白水泥或膠粘增塑極混合而制成。
[0007] CN 1222605A公開了一種人造浮石組合物及其制造方法，該組合物的巧料包括粘 ±、無機薄壁中空球狀微粒和潤濕塑劑，其中無機薄壁中空球狀微粒由氧化娃、氧化侶和雜 質(zhì)組成。該人造浮石可用于成衣和布料的水洗加工。
[000引 CN 200410038075. 5公開了一種人造浮石，尤其是設(shè)及由無機材料、助烙劑、膨脹 劑和連接劑燒制而成的人造浮石，W及該人造浮石的制造方法。該發(fā)明的人造浮石是由下 述原料燒制而成：無機材料80. 5-95. 5%(重量），燒堿2-6%(重量），棚砂1-10%(重量），碳 酸巧粉0. 5-5% (重量），碳粉0-1. 5% (重量）和云母1-7% (重量），所述的無機材料選自礦 物或粘±。其制備工藝是：將上述原料按所需比例混合；將得到的混合物粉碎至60-200目； 混合物粉碎之后，向混合物中加入重油，重油的加入量為原料總重量的1-3%(重量）；將混 合物造粒，顆粒的大小在0. 01-1. 2厘米范圍內(nèi)；將混合物裝入模中進行燒制，燒制的溫度 為750-1186°C，燒制時間為20-40分鐘；燒制后再退火，脫模和人造浮石的切割等步驟。
[0009] 另外，申請?zhí)枮?01310622364. 9的中國專利申請也公開了一種人造浮石球及其 制備方法。
[0010] 包括上述在內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)中的制備人造浮石的方法，往往需要添加多種成分，原 料不易得到且成本較高，制備步驟也較為繁瑣，得到的人造浮石的品質(zhì)也有待提高。
[0011] 另一方面，灰綠色頁巖是一種分布較廣的天然礦石，目前其應(yīng)用領(lǐng)域較為狹窄，也 未見將灰綠色頁巖作為原料用于制備人造浮石的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的就在于提供一種解決上述問題，在十分復(fù)雜多樣的天然礦物巖石 中，遽選出一種天然礦石原料，在不添加其它任何試劑的條件下，通過優(yōu)化鍛燒膨化工藝， 制造出性能優(yōu)良的粒狀人造浮石的。
[0013] 為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為： 一種W灰綠色頁巖為原料制備粒狀人造浮石的方法，W天然灰綠色頁巖為原料，依次 通過W下步驟制得： (1) 礦石破碎；將所述天然灰綠色頁巖原料破碎至粒徑為20mm W下； (2) 預(yù)熱保溫：在空氣環(huán)境中，W l〇°C /min-2(TC /min升溫速率，將步驟（1)所得物料 加熱至 240°C -800°C，并保溫 12 min-30min ; (3) 鍛燒膨化：在空氣環(huán)境中，W l〇°C /min-2(TC /min升溫速率，將步驟（2)預(yù)熱保溫 物料加熱至 1050°C -1200°C，并保溫 15 min-30 min ; (4) 物料冷卻；在空氣環(huán)境中，將步驟（3)鍛燒膨化物料緩慢冷卻至400°C W下； (5) 物料篩分；采用篩分設(shè)備，將步驟（4)冷卻后的物料篩分為5mm-25mm粒徑，即得到 粒狀人造浮石產(chǎn)品； 其中，所述的灰綠色頁巖是一種頁狀和薄層狀層構(gòu)造的粘±質(zhì)沉積巖，其化學(xué)成 分組成為，按質(zhì)量百分計，Si〇2 63. 2199-67. 4739%，AI2O3 17. 4242-19. 9441%，化2〇3 5. 7451-6. 9106%，Ti〇2 0. 8073-0. 8674%，CaO 0. 4004-0. 6536%，MgO 2. 5815-2. 8623%，K20 3. 1243-4. 4681%，化2〇 0. 9283-1. 1320〇/〇。
[0014] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在礦石破碎后，先進行礦石篩分，再進行預(yù)熱保溫；將通過 步驟（1)破碎后的礦石篩分為粒徑3mm-20mm的物料。
[0015] 浮石之所W能浮于水，必須同時具備S個條件；一是質(zhì)輕多孔，容重小于1000kg/ m 3;二是W封閉孔隙(簡稱"閉孔"，W下同）為主己是具有較低的吸水率。因此，要制備符 合質(zhì)量要求的粒狀人造浮石，實現(xiàn)W上目的，必須解決W下兩個關(guān)鍵技術(shù)問題： (1) 通過系統(tǒng)檢測分析，在十分復(fù)雜多樣的天然礦物巖石中，遽選結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物成分、 化學(xué)成分等都符合質(zhì)量要求的天然礦石原料，在不添加其它任何試劑的情況下，直接鍛燒 膨化制備出具有W閉孔為主、吸水率低、容重小于lOOOkg/m 3的質(zhì)輕多孔粒狀人造浮石； (2) 根據(jù)天然礦石原料特點，通過系統(tǒng)試驗，優(yōu)化鍛燒膨化工藝，制備出性能優(yōu)良的粒 狀人造浮石。
[0016] 為了解決上述問題，本申請的發(fā)明人首先進行礦石原料遽選： 根據(jù)礦物巖石鍛燒膨化原理和對礦石原料結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物成分、化學(xué)成分等要求，在對 多地天然礦石樣品系統(tǒng)檢測分析基礎(chǔ)之上，采用實驗高溫爐對大量天然礦石樣品開展了鍛 燒膨化工藝驗證試驗，確定了適合粒狀人造浮石制備的礦石原料，并根據(jù)礦石的w下結(jié)構(gòu)