膨脹珍珠巖的生產(chǎn)是一個(gè)通過(guò)高溫處理使珍珠巖礦砂體積急劇膨脹的過(guò)程,具體流程可分為原料準(zhǔn)備、預(yù)熱處理、高溫焙燒、冷卻分離、分級(jí)篩選五大核心環(huán)節(jié),每個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有嚴(yán)格影響,以下是詳細(xì)說(shuō)明:
一、原料準(zhǔn)備
膨脹珍珠巖的原料為珍珠巖礦砂,這一步的關(guān)鍵是確保原料的純度、粒度和含水率達(dá)標(biāo),直接影響后續(xù)膨脹效果。
礦石選擇:優(yōu)先選用二氧化硅含量 65%-75%、三氧化二鋁 12%-18% 的珍珠巖礦石(這類(lèi)礦石玻璃質(zhì)含量高,膨脹性能好),雜質(zhì)(如氧化鐵、有機(jī)物)需控制在 3% 以?xún)?nèi)。
破碎篩分:原礦經(jīng)顎式破碎機(jī)粗碎、圓錐破碎機(jī)細(xì)碎后,通過(guò)振動(dòng)篩篩分出粒度均勻的礦砂(一般為 0.3-3mm),過(guò)大或過(guò)小的顆粒返回破碎系統(tǒng)重新加工。
干燥除水:采用滾筒烘干機(jī)或氣流干燥機(jī)對(duì)礦砂進(jìn)行干燥,將含水率降至 5% 以下(理想狀態(tài)為 1%-3%)。若水分過(guò)高,高溫焙燒時(shí)會(huì)因水汽急劇膨脹導(dǎo)致顆粒炸裂,影響產(chǎn)品強(qiáng)度。
二、預(yù)熱處理
預(yù)熱是為了進(jìn)一步降低礦砂水分、消除內(nèi)部應(yīng)力,避免高溫焙燒時(shí)因熱沖擊產(chǎn)生裂紋,是保證膨脹均勻性的關(guān)鍵步驟。
設(shè)備:常用回轉(zhuǎn)式預(yù)熱窯(傾斜角度 3°-5°,轉(zhuǎn)速 1-3r/min),通過(guò)熱風(fēng)爐提供熱源。
工藝參數(shù):
溫度:控制在 300-400℃(不同礦砂特性略有差異,需通過(guò)試驗(yàn)確定值)。
時(shí)間:礦砂在預(yù)熱窯內(nèi)停留 20-30 分鐘,確保水分充分蒸發(fā),含水率降至 0.5% 以下。
注意事項(xiàng):嚴(yán)格控制升溫速率(每小時(shí)不超過(guò) 50℃),防止礦砂因熱應(yīng)力產(chǎn)生內(nèi)部裂紋,影響膨脹后的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
三、高溫焙燒(核心膨脹環(huán)節(jié))
此環(huán)節(jié)是珍珠巖體積膨脹的關(guān)鍵,通過(guò)高溫使礦砂軟化并利用內(nèi)部水汽壓力形成多孔結(jié)構(gòu)。
設(shè)備:根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模選擇不同窯型,如:
中小型生產(chǎn):立式焙燒窯(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,熱效率高)。
大型連續(xù)生產(chǎn):回轉(zhuǎn)窯(長(zhǎng)度 10-30m,傾斜角度 2°-4°)或臥式沸騰爐。
工藝參數(shù):
溫度:焙燒區(qū)溫度需達(dá)到 1100-1300℃(不同礦砂的膨脹溫度臨界點(diǎn)不同,需控制,過(guò)低則膨脹不足,過(guò)高會(huì)導(dǎo)致顆粒熔融結(jié)塊)。
時(shí)間:礦砂在高溫區(qū)停留時(shí)間極短(通常 3-10 秒),通過(guò)快速升溫使玻璃質(zhì)軟化,內(nèi)部水分瞬間汽化,產(chǎn)生的蒸汽壓力將顆粒撐開(kāi),體積膨脹 10-30 倍,形成多孔蜂窩結(jié)構(gòu)。
進(jìn)料方式:預(yù)熱后的礦砂通過(guò)螺旋給料機(jī)或氣流輸送裝置均勻投入高溫區(qū),避免堆積導(dǎo)致受熱不均。
四、冷卻分離
膨脹后的珍珠巖溫度(約 800-1000℃),需快速冷卻以固定多孔結(jié)構(gòu),并與高溫氣體分離。
分離:膨脹后的珍珠巖隨高溫氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器,利用離心力實(shí)現(xiàn)氣固分離,高溫氣體經(jīng)余熱回收裝置(如換熱器)利用后排放。
冷卻:分離后的珍珠巖進(jìn)入冷卻系統(tǒng),常用:
流化床冷卻器:通過(guò)冷風(fēng)逆向流動(dòng),將溫度降至 80℃以下(避免溫度過(guò)高導(dǎo)致后續(xù)儲(chǔ)存時(shí)結(jié)塊)。
水冷式冷卻筒:適用于小型生產(chǎn),但需控制水分回升(冷卻后含水率需≤2%)。
五、分級(jí)篩選與包裝
根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)粒度的要求,對(duì)冷卻后的膨脹珍珠巖進(jìn)行分級(jí),并包裝儲(chǔ)存。
分級(jí):通過(guò)多層振動(dòng)篩(通常 3-5 層)按粒徑篩選,常見(jiàn)規(guī)格:
超細(xì)級(jí):0.15-0.3mm(用于涂料、橡膠填料)。
普通級(jí):0.3-1mm、1-3mm(用于保溫砂漿、輕質(zhì)混凝土)。
粗級(jí):3-6mm、6-10mm(用于園藝基質(zhì)、過(guò)濾材料)。
包裝:分級(jí)后的產(chǎn)品經(jīng)螺旋輸送機(jī)送入料倉(cāng),通過(guò)自動(dòng)包裝機(jī)(如閥口袋包裝機(jī))封裝,每袋 20-50kg,儲(chǔ)存于干燥通風(fēng)倉(cāng)庫(kù),避免受潮。
延伸:特殊品種生產(chǎn)(如憎水膨脹珍珠巖)
在冷卻環(huán)節(jié)前,向膨脹珍珠巖表面噴涂防水劑(如硅烷、硅油),通過(guò)余熱使防水劑在表面形成憎水膜,可提高產(chǎn)品的耐水性,適用于潮濕環(huán)境的保溫工程。
整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程需嚴(yán)格控制溫度、時(shí)間、原料含水率等參數(shù),以保證膨脹珍珠巖的容重(通常 40-150kg/m3)、導(dǎo)熱系數(shù)(≤0.06W/(m?K))等關(guān)鍵性能達(dá)標(biāo)。