导读: 烧制陶粒砂时，原料的化学成分是致陶粒砂膨胀的主要因素，按其作用可分为三类:(1)成陶成分，主要有:Si02、Al2O3及Fe2O3，在原料中占3/4;(2)起助熔作用的熔剂氧化物，有Fe2O3、CaO、Mgo、K2O、Na2O等;(3)发气成分，在高温时能产生气体(如HZO、O2、COZ、CO、S02等)的成分，主要是有机物、氧化铁、碳酸盐类、含硫化合物、粘土矿物等。
1.电熔陶粒砂加入量对浇注料需水性和流动性的影响。
电熔陶粒砂对高铝浇注料需水性和流动值的影响见图。
从图中可以看出,随电熔陶粒砂加入量的增加,虽然浇注 料的加水量明显减小,但流动值反而增大。
这说明电熔陶粒砂的引入能显著改善浇注料的流动性,并能降低浇注料的 需水性。
分析原因可能是这种电熔陶粒砂吸水率较小,且其球状外形可以减小颗粒间的内摩擦力,从而有利于提高浇注料的流变性能。
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陶粒砂原料的膨胀性能直接决定陶粒砂膨胀系数的大小。
影响陶粒砂膨胀的因素很多，主要因素是原料的化学成、矿物组成和工艺因素。
1.原料的化学成分对底泥陶粒砂膨胀性能的影响。
烧制陶粒砂时，原料的化学成分是致陶粒砂膨胀的主要因素，按其作用可分为三类:(1)成陶成分，主要有:Si02、Al2O3及Fe2O3，在原料中占3/4;(2)起助熔作用的熔剂氧化物，有Fe2O3、CaO、Mgo、K2O、Na2O等;(3)发气成分，在高温时能产生气体(如HZO、O2、COZ、CO、S02等)的成分，主要是有机物、氧化铁、碳酸盐类、含硫化合物、粘土矿物等。
比值较低时可降低料球的烧成温度而有利于烧结膨胀。
但是，若比值低于https://www.flowerba.com/时，液相粘度会变得太小，膨胀气体容易逸出，从而使发泡膨胀性能变坏。
相反，若比值超过10时，则会使烧成温度会过高，同时粘度太大对料球的烧胀不利。
欲烧制出优质的陶粒砂，不但其原料化学要在要求的范围之内，而且各成分组成的比例也应当在一定的范围内。
只有具备了这些条件的原料，才能烧制出合格的陶粒砂产品。
2.原料的矿物组成对底泥陶粒砂膨胀性能的影响。
底泥原料中的矿物成分是致膨的重要因素。
致膨的矿物很多，实践结果认为主要是粘土矿物。
如水云母、白云母、水黑云母、高岭石、多水高岭石、蒙脱石、伊利石等，其化学成分主要是SiO2，AL2O3和H2O。
其次还有黄铁矿、赤铁矿、沸石、芒硝、白云石、方解石、钠长石、钙长石等。
这些矿物不仅对矿物颗粒起松解作用，而且在加热和高温过程中起着良好的助胀作用。
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为了新疆陶粒矿的找寻与开发,研究全区陶粒矿产的分布与矿石性能十分必要。
1陶粒砂及矿石简介。
https://www.flowerba.com/陶粒砂陶粒砂是由粘土、泥岩、页岩、煤矸石、粉煤灰等为主要原料,经加工成粒或粉磨成球,再烧胀或烧结而成的人造轻集料。
目前主要用于建筑上的混凝土空心砌块、结构保温混凝土、高层建筑结构混凝土、复合墙板、屋面保温、楼层隔音、垫层等。
陶粒矿产凡可用来焙烧陶粒砂及陶砂的岩、土(泥)、废渣均可叫陶粒砂原料(包括工业废渣、废液)。
陶粒矿产是指地壳表层天然的可供烧陶粒砂用的岩石、土(泥)。
陶粒矿产一般能在高温下直接烧胀并挂釉,具有微孔多孔结构,密度小,筒压强度高的特征。
陶粒矿一般性能陶粒矿产之所以在高温下能膨胀,且烧成的陶粒砂具有陶瓷状外壳,内部为多孔状玻璃质,是因为陶粒矿产(岩石、土、泥)有一定的化学和矿物组成及物理性能。
(1)陶粒矿的化学成分:按其作用可分为三类: ①成陶的主要成分,有SiO2和Al2O3及Fe2O3。
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在原料中约占3/4,在高温下形成玻璃质熔融体,当含量过低时,影响陶粒砂表壳光滑和强度;含量过高时,则熔点高、粘度大,膨胀性差。
工业要求SiO250%～70%,Al2O310%～20%,Fe2O33%～10%。
②熔剂氧化物:主要有Na2O、K2O、CaO、MgO、FeO。
它们在成陶时起助熔作用,可以降低熔液生成温度。
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助熔作用最佳的是Na2O和K2O,其次是FeO及CaO、MgO。
一般要求Na2O+～5%,CaO+MgO3%～8%。
③发气成分:它们是在高温时经过还原、分解和相互作用产生H2O、O2、CO2、SO2、CO、N2、H2等的重要物质,它们能使原料发泡,是陶粒砂膨胀形成气孔的动力。
发气物质主要有:氧化铁和碳、黄铁矿、有机质。
一般要求Fe2O3>4%,有机质1%～2%,烧失量5%～10%。
(2)矿物组成:矿物成分是陶粒砂膨胀的重要因素。
粘土类矿物,如伊利石、蒙脱石、绿泥石等。
粘土矿物颗粒细,含层间水或化合水,有的矿物在高温下有气体放出,或起助熔作用。
(3)陶粒矿的物理性能: ①粒度:矿石的颗粒愈细对膨胀愈有利,一般要求泥级颗粒占主要部分,要求原料中含砂或粉砂量越少越好。
②可塑性:粘土矿产的可塑性与陶粒砂的密度成反比关系,一般要求塑性指数大于8。
页岩类型矿产的塑性指数可以低一些,因为页岩可用干法生产不用成球。
粘土陶粒砂生产中,如果塑性指数低,可需添加塑性高的原料,促使陶粒砂膨胀性更好。
③耐火度与软化温度范围:一般耐火度以1050～1200℃为宜。
软化温度范围指的是物料开始软化至熔融时温度的范围。
软化温度范围愈大,膨胀温度范围也就大,对膨胀有利,也有利于热工操作。
由上述矿石(土)的性能分析中可知,只要能满足性能指标的岩、土、泥都可作陶粒砂原料。
2择优勘查、开发陶粒砂页岩矿的几点意见根据陶粒砂页岩矿的分布与性能介绍,可总结归纳出择优勘查、开发陶粒矿的初步意见(1)开发陶粒砂品种:贯彻落实国家利废、节土、节能、综合利用资源的墙改与建筑节能政策,新疆择优开发陶粒砂品种的顺序:首先是发展废渣(粉煤灰、煤矸石、污泥等)陶粒砂,凡没有大量废渣排放的城镇,均可就近发展页岩陶粒砂。
粘土陶粒砂不宜发展,只有在既无废渣,又无页岩的地方,才可建设粘土陶粒砂生产线。
(2)找矿、勘查的择优意见:针对拟建陶粒砂生产线的地区,就近找寻,勘查优质陶粒砂页岩矿。
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择优找矿层位是:侏罗系→石炭系→二迭系→泥盆系→第三系;择优找矿岩相是:煤系地层→碳酸盐相→海陆交互相;择优矿石类是:暗色球粒状页岩→灰黑色致密块状页岩→绿灰色块状页岩→叶状页岩→暗色板岩→薄片状页岩→暗色千枚岩。
薄片状页岩表层矿石烧出陶粒砂粒型系数多数超标,油页岩矿石未能解决综合开发利用(提油、大批量新型建材)前,不宜烧陶粒砂,一是烟气污染环境,二是浪费资源。
(3)利于矿石烧胀的外观特征:暗色(黑灰、绿、蓝等冷色)矿石易烧胀,反之热色(红、黄、紫、褐等色)页岩则不易烧胀;富含有机质(炭质、油质、腐植质、多动植物化石)页岩、粉砂岩一般都能烧胀,否则不一定烧胀;富含有铁质(黄铁矿、菱铁矿)、凝灰质页石也利于烧胀。
(4)择优重视的评价因素:在陶粒砂找矿、勘查、开发工作中,除采运条件和资源量外,矿石质量是关键。
影响矿石质量因素颇多,其择优重视顺序为: 采样试烧(测试其烧胀性,以表观密度示之)→测试放射性→热工参数(最佳烧胀温度)→同时了解其它因素,一般只要前3项达要求,则其它质量评定因素(筒压强度、颗粒级配、杂质含量等10项)均可达标,其矿物与化学组成仅作综合利用评价和充实评价内容。
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