膨胀珍珠岩1.doc

低温用憎水膨胀珍珠岩生产工艺专利申请1.背景技术火山玻璃质焙岩经冷却凝结的产物称珍珠岩；珍珠岩经破碎、分级、预热高温焙烧瞬间体积膨胀10-25倍称膨胀珍珠岩。颗粒内部呈多孔状，具有密度小、导热系数低、防火、吸音等多功能特性，除被广泛应用于建筑业、冶金、电力、化工、空分、液化天然气等领域作为绝热材料外，还可应用于农业、园林作为无土栽培基材、土壤改良剂、农药载体、动物饲料添加剂、食品工业助滤剂等等。但由于膨胀珍珠岩细微多孔结构，比表面积达10m/g，吸水率根据膨胀珍珠岩不同的密度质量吸水率达49倍，而水的导热系数比空气大24倍，严重影响保温隔热的效果。为此，国内外研究了多种途径以提高膨胀珍珠岩的憎水性能。如美国专利4,889,747，曾采用乳化硅油、低聚合物碳酸氢盐、聚环氧乙烯烷碳酸氢钠、聚二甲基硅氧烷等等以不同的比例加入到膨胀珍珠岩中进行搅拌后进行干燥脱水获得憎水膨胀珍珠岩；美国专利4,525,388其生产工艺：利用珍珠岩在高温焙烧膨胀过程中带出的预热，喷涂二甲基硅氧烷水溶液态乳剂，珍珠岩膨胀、喷涂憎水剂、干燥脱水一次完成，燃料采用天然气，每小时用珍珠岩矿砂454Kg，生产膨胀珍珠岩4.5m左右。成品采用一条线输送管道一条线涂敷液态乳剂，产品粒径为150微米；韩国在珍珠岩焙烧输送产品生产线上通过分离器多点同时喷涂乳化剂，以增加乳液喷涂量达到膨胀珍珠岩颗粒表面均布喷涂憎水剂的目的；匈牙利也采取在膨胀珍珠岩生产过程中，流速快、成品流量大，为了减速产品流量达到均布喷涂憎水剂，同时为了避免高温影响产品的憎水效果，在生产线上设置三台干燥设备，达到产品焙烧膨胀、喷涂、干燥脱水一次完成获得憎水膨胀珍珠岩。北京建材研究院也曾采用在膨胀珍珠岩生产工艺上设计一台特别的气料分离装置喷涂憎水剂。但因利用产品的余热通过喷涂憎水剂后，没有达到一次干燥脱水的理想效果。上海金山新型保温材料厂也曾在膨胀珍珠岩生产线上利用空压机压力雾化喷涂憎水剂，但未能达到珍珠岩产成品上达到均布喷涂憎水剂的效果。因此，国内到目前为止，通过上海市技术情报研究所水平检索报告，编号：SH2003762尚未检索到采用膨胀珍珠岩生产线上利用产品带出的余热，一次完成珍珠岩焙烧膨胀、憎水剂均布涂敷，干燥脱水一次完成憎水膨胀珍珠岩生产工艺。2.膨胀珍珠岩生产工艺2.1由矿山开采地将珍珠岩运到工厂的矿砂，既含有附着水，也有对珍珠岩高温焙烧膨胀多余的结晶水，必须经过100-600预热炉进行脱水处理通过预热的矿砂结晶水，必须符合立窑高温瞬间焙烧膨胀所需的结晶水。2.2经过预热脱水的矿砂，通过负压气运或提升机运送到珍珠岩窑炉进行高温焙烧膨胀，通过膨胀的珍珠岩矿砂密度1200Kg/m下降到40110 Kg/m。称膨胀珍珠岩。32.3珍珠岩窑炉负压焙烧的条件下，膨胀珍珠岩随负压气流分别进入下道工序成品收集仓，产品通过负压气力输送到成品仓库，如下工艺示图。9876542110图例说明：1.矿砂 2.预热炉 3.提升机 4.立窑 5.第一沉降仓 6. 第二沉降仓 7.分离器 8.除尘器 9.废气排放 10.引风机3.憎水剂喷涂工艺3.1憎水剂选择：目前市场上销售的憎水剂，分为碱性水溶性硅醇钠和乳白色中性乳化硅油两类。3.1.2憎水剂配制： 3.1.3溶液均布喷涂工艺3.1.3.1憎水剂和水的比例：由于膨胀珍珠岩呈维细颗粒，其比表面积10m/g左右。当膨胀珍珠岩密度小于60Kg/m的饱和吸水率可达到自身重量的9倍。如果直接将憎水剂和膨胀珍珠岩直接拌和烘干脱水，憎水剂的用量提高到膨胀珍珠岩质量的30%也达不到憎水要求，生产成本大大提高，试验证明，当憎水剂与水的比例为1:515，憎水剂的用量即可能下降到膨胀珍珠岩质量的5%以下。3.1.3.2溶液与膨胀珍珠岩配比，试验表明当憎水剂加水稀释后的溶液与膨胀珍珠岩的比在0.11:1（重量比）的范围内，憎水剂能得到均匀涂布，憎水效果也能达到技术指标。3.1.3.3膨胀珍珠岩喷涂工艺将稀释后的硅油憎水剂乳液储在容器里，通过泵加压将憎水剂由管道流向专用雾化喷嘴，使溶液形成雾状直接喷射到成品输送管道里与产品接触达到均布喷涂的目的。溶液流量由流量计调控，溶液雾化粒子的大小，由压力专用喷嘴达到雾化粒子小均匀喷涂。但均布喷涂又与产品在输送管道里产品流量大小有关。3.1.3.4憎水剂喷涂流量与成品输送管道产品的流量设计，这是憎水剂在成品颗粒表面能否达到均布喷涂的重要因素，由于双曲线立窑的产品高，为此，在设计憎水剂喷涂工艺时，成品及憎水剂输送管线在立窑出口处设计三条成品输送管线，憎水剂输送管道亦根据成品设计三条线喷涂工艺，这样达到成品分散输送憎水剂亦随成品流向均布喷涂。如下工艺示图4.本发明工艺的特点优点4.1产量高：本专利生产憎水膨胀珍珠岩每小时产量：20m；而美国4,525,388专利每小时产量为5.5 m；4.2本专利采用煤粉为燃料，国外珍珠岩熔烧膨胀燃料为液体、气体燃料； 4.3窑炉适应性强，在同一只窑炉内，可任意调换生产粒径范围为0.15mm5.0mm的多种规格产品，而国外一般是一只窑炉，仅能生产一种规格矿砂；4.4珍珠岩矿砂从预热脱水、熔烧膨胀、憎水剂均布喷涂、烘干脱水一次完成；而国际惯例是珍珠岩矿砂采用由矿砂供应商完成预热脱水加工的成品矿砂；4.5预热炉、立窑温度、加料量、空气流量用电脑集中控制调节以稳定生产质量。5.实施方式例一珍珠岩矿砂粒径0.40.1毫米，水与憎水剂的比例为10:1，每m憎水膨胀珍珠岩喷涂憎水剂3.5Kg，膨胀珍珠岩的憎水率95%以上；例二珍珠岩矿砂粒径0.40.1毫米，水与憎水剂的比例为15:1，每m憎水膨胀珍珠岩需憎水剂2.5Kg，膨胀珍珠岩的憎水率92%以上。5.1以上举例，工艺控制条件5.1.1珍珠岩矿砂预热脱水后的结晶水2.0%3.0%，预热炉的温度和加料量，由电脑调节控制；5.1.2在膨胀珍珠岩加料量和气流速度控制的条件下，珍珠岩的熔烧膨胀温度850880，由电脑调节控制；5.1.3憎水膨