膨胀珍珠岩在保温节能中的研究与应用.doc

膨胀珍珠岩应用 Abstract: For of expansive perlite mining and production process were introduced; Reviews expansion perlite with the application in building energy saving. Discusses the new expansion perlite in exterior insulation system research and development, and looks forward to the future of expansive perlite development and application prospect. Keywords: expanded perlite; Building insulation materials; energy saving 引言 膨胀珍珠岩是将天然珍珠岩矿石(属酸性较大的玻璃质岩石，系火山喷发岩浆急冷浓缩而成的天然硅铝质无机非金属材料)，经过破碎筛选，在高温煅烧下，其体积急剧膨胀，制得的多孔、色白的颗粒状物质。膨胀珍珠岩具有重量轻、无毒害、隔热性能好、抗蚀、不燃等优良的物理化学特性以及使用成本低廉的特点，被制成各种形状的保温制品，用于工业窑炉、蒸汽管道以及石化、工业冷库、食品冷库低温管道与冷冻设备的隔热。又因其同时具备保温隔热及吸音等多重特殊性能，在当今社会节能型工业、民用建筑上的应用日趋广泛[1]。 1.珍珠岩概述 1.1珍珠岩工业的发展 一种天然酸性玻璃质火山熔岩非金属矿产，包括珍珠岩、松脂岩和黑曜岩，三者只是结晶水含量不同。由于在100～l300 ℃高温条件下其体积迅速膨胀4～30倍，故统称为膨胀珍珠岩。一般要求膨胀倍数7～10倍黑曜岩3倍，可用，二氧化硅70％左右。均为露天开采。不用选矿，只需破碎，筛分即可。可用作过滤剂、催化剂、分子筛以及橡胶、化肥、农药的载体。广泛用于建筑、冶金、石油、机械、轻工、水电、铸造、医药、食品、农林园艺等部门。 珍珠岩工业的发展可追溯到上个世纪20年代，1924年德国首先在实验室发现珍珠岩在高温条件下具有膨胀性；1940年美国在内华达洲开始生产膨胀珍珠岩做砂浆骨料；1949年成立了珍珠岩协会，现有44个国家和地区的75个珍珠岩协会，总部设在美国纽约[]。 我国珍珠岩工业起步较晚，1964年开始组织科研攻关，由地质部河北非金属地质研究所探询珍珠岩矿山资源，电力部在北京、冶金部在大连、建材部在天津选点进行珍珠岩生产、科研攻关，经过5年的努力，终于研究掌握了膨胀珍珠岩及其制品的生产工艺，于1969年春在大连耐火材料厂进行了工艺、产品坚定，也标志着我国珍珠岩工业的规模化生产开始起步，由于我国珍珠岩资源丰富、分布面广、品位又高，因而在不到20年的时间里，全国珍珠岩矿业达到了千余家。 1.2膨胀珍珠岩的用途膨胀珍珠岩是一种无机玻璃质矿物材料，由火山岩粉碎成矿砂，再经过特殊膨化加工而成。SiO2 70％～72％ 、A12O3 10％～14％ 、Fe2O3 0.3％～0.9％ 、CaO1.2％～2.2％、K2O2％～3.5％ 、Na2O 1％～3％ 、MgO少量、H2O 4％～6％ 。其内部有丰富的多孔结构，具有价廉、表观密度低、导热系数小、化学稳定性好、使用温度范围广、无毒、无味、防火、吸音等特点[]。膨胀珍珠岩的主要用途：(1)建筑领域：保温隔热、防火涂料、吸音板等；(2)工业领域：管道保温、保冷绝热、过滤材料、炼钢过程的集渣材、橡胶塑料的填充材料等；(3)农园艺领域：无土栽培、土壤改良、农药等。1.3 膨胀珍珠岩的生产工艺过程 膨胀珍珠岩的生产工艺过程：从矿山开采后的矿石通过机械破碎、振动式筛分加工成具有一定粒度级配的矿砂，膨胀厂根据不同用途进行选购。珍珠岩原料矿砂的含水量一般为4～6，由于含水量过高，经高温加热后，水份的急速挥发会造成珍珠岩的炸裂[]。所以，应首先将珍珠岩的无效水含量在膨胀前去除掉，使其保留正常膨胀所需的水份即有效水份。经过国内外实验室和生产厂的大量试验总结，膨胀珍珠岩的有效含水量在22～24%之间时，膨胀后的效果最佳，膨胀倍数最大即松散密度最低。因此，膨胀珍珠岩的生产过程应包括预热、膨胀两个关键工序：(1)预热：根据产地、粒度大小的不同，珍珠岩矿砂在650~800℃的温度环境下预热2～8 min后，含水率将达到膨胀要求；(2)膨胀：经预热后的矿砂，经投料装置均匀洒向温度保持在100～200℃高温的火焰上，矿砂将被急剧加热并迅速膨胀至原来体积的1030倍，膨胀后的珍珠岩颗粒呈白色或浅灰色，内部含有蜂窝状结构，松散密度一般为4080 kg/m。膨胀后的珍珠岩随着高温气体经旋