陶粒生产实用技术

陶粒生产技术1、烧胀陶粒与烧结陶粒的不同：烧结陶粒在焙烧过程中不发生较大的体积膨胀，内部只有少量气孔，而且有许多是联通或开放性的。

而烧胀陶粒会发生较大的体积膨胀，内部有大量的气孔，这些气孔多是密闭的，互补连通的，开放性气孔较少。

2、烧胀陶粒的主要性能特点由于是密闭微孔结构，气孔率非常高，一般要占陶粒总体积的48%-70%，所以它除具有陶粒的共同特征外，又具有了这种孔结构所赋予的都有特征。

①具有更加优异的保温性能，热导率一般只有（m·k）②更低的堆积密度，堆积密度大多为300-500kg/m3③优异的吸声隔声性能3、膨胀气体产生的基本原理膨胀的物质基础是气体，这些气体是由一些原料成分在高温下发生反应而产生的，而非外加的目前我国生产膨胀陶粒主要是利用如下四大类可以产生气体的成分：碳酸盐类、硫化物类、氧化铁类、碳类。

最常用的碳酸盐为碳酸钙和碳酸镁，最常用的硫化物为硫化铁、硫等，最常用的氧化铁为Fe2O34、主要化学反应（1）碳酸钙的分解反应①碳酸钙的发起反应CaCO3→CaO+CO2↑（850-900℃）②碳酸镁的发起反应MgCO3→MgO+CO2↑(400-500℃)（2）氧化铁的分解与还原反应2Fe2O3+C→4FeO+ CO2↑2Fe2O3+3C→4Fe+ 3CO2↑Fe2O3+C→2FeO+ CO↑Fe2O3+C→2Fe+ 3CO↑（3）硫化物的分解与氧化反应Fe2O3===FeS+S↑S+O2===SO24FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2↑（4）碳的化合反应C+O2→CO2↑2C+O2→2CO↑(缺氧条件下)5、在氧化气氛下，CO从600℃左右开始产生，当温度超过1000℃时，CO溢出量增多，由于CO是氧化铁与碳之间反应的产物，它的出现不仅消耗未燃尽的煤，而且消耗氧化铁，所以经600℃以上温度长时间预热，膨胀会受到影响，另外在膨胀温度范围内，逸出的气体主要是CO，说明CO是主要膨胀气体。

6、膨胀原理陶粒的膨胀实际就是发泡，发泡物质在高温下释放气体，产生气体压力才能使陶粒坯体膨胀，但没有气体他就无法得以保存，所以还必须有能束缚住气体的溶体，通过加热产生的熔体包围并防止气体外溢，膨胀才能成功。

早期的动态平衡膨胀过程有利于坯体的膨胀使陶粒实现轻质化，，少量多余的溢出减压，为后期陶粒坯体的膨胀收缩创造了良好的条件。

后期的静态平衡膨胀过程可通过早期的气体释放减压和后期的降温增加来实现，致使陶粒表层开孔气孔减少或损失，同时内部气孔细化、封闭。

7、膨胀模式理论对生产陶粒的指导意义①发气量是陶粒膨胀的最基本因素，对它的正确把握至关重要。

膨胀模式理论可使我们在配方设计或工艺控制时，能够更为准确地把握陶粒坯体的发气量，是之既不会完全被液相始终抑制，达到要求的膨胀力，又能有一定的释放量，形成减压收缩，并且不造成大量气体的逸出，使液相对其的抑制难以进行。

这对于原料中发气成分的控制尤为重要。

②正确把握液相量及液相粘度如果液相量不足，他就无法包裹坯体产生的大量气体，如果液相量过大，就会使他的抑制作用过强，而使气体的膨胀力被过分地抑制。

液相的粘度也对气体的膨胀有极大的影响，粘度越大，对气体的控制力就越强。

③正确地把握不同膨胀端的技术特点8、气孔率对陶粒性能的影响大孔的直径大于1mm，小孔直径小于1mm，微孔直径小于a：陶粒密度陶粒的气孔率越大，他的堆积密度就越低，轻质性能就越优异。

当他的表观密度为500kg/m3左右时，其气孔率均在48%左右。

b:陶粒强度陶粒的强度随着气孔率的提高而降低。

气孔率为10%时，其强度会比无气孔时降低40%左右，气孔率在10%以下时，强度下降不太明显，当气孔率超过10%时，强度下降就十分明显。

c:陶粒吸水率陶粒的吸水率随气孔率的提高而提高。

气孔率越高，吸水率就越高，但这是一般情况。

在气孔细化、封闭、开口孔的连通孔均少或没有的情况下，高气孔率的陶粒也具有很低的吸水率。

9、气孔的尺寸、形状、均匀性对陶粒性能的影响气孔的尺寸越大，在密度相等时，逃离的强度就越差，保持陶粒的总孔隙率不变，气孔尺寸越小，强度就越高。

减小气孔的尺寸，可以提高陶粒的强度。

气孔的形状对强度和吸水率均具有重大的影响。

闭口型状的圆孔，会使陶粒强度高，而且吸水率低。

开口形状的气孔、连通形状的气孔都会使强度下降。

10、烧胀陶粒的孔间壁对陶粒性能的影响①陶粒强度孔间壁是陶粒内部结构的骨架，是承受压应力的主体。

孔间壁的厚度越大，孔间壁占陶粒体积的比例越大，孔间壁上的孔隙越小，陶粒的强度就越高。

孔间壁的物相成分对陶粒的强度影响也非常大。

孔间壁若以玻璃相为主，陶粒的强度就差，若以结晶体针状莫来石晶体网络为主，陶粒的强度就越好。

因为针状莫来石晶体呈网络状分布与玻璃相中，形成坚固的骨架结构，对玻璃相起到了支撑和加固作用，可提高陶粒的强度并提高其断裂强度。

②陶粒吸水率要烧制出优质的膨胀陶粒，就要满足（1）在保证不降低陶粒强度的情况下，尽量提高陶粒的气孔率，以降低陶粒的堆积密度，使其轻质的特性更加突出。

（2）在保证不降低套利的孔隙率的情况下，通过优化孔结构来实现高孔隙率下的理想强度和低吸水率。

这些油画孔结构的手段包括细化气孔，使气孔以封闭圆球孔为主，尽量减少或不形成连通孔和开口孔。

（3）优化陶粒孔结构的孔间壁，使之减少或不生成可以使气孔相连或开口的孔隙。

并使组成孔间壁的物相以针状莫来石晶体为主。

不能以莫来石为主的，也要尽量提高莫来石的数量，以使孔间壁形成坚固的骨架网络。

11、气体的释放主要是CO2、CO、SO2.在粘性状态的粘土内部形成了类似球形的孔洞，因而具有蜂窝状结构。

其原因主要有二：一方面是材料的粘度和材料在熔融过程中所发生的表面张力；另一方面时从这种材料的内部释放出一些气体，而产生膨胀的必要条件时在材料内部具有足够量的矿物成分和有机物。

这些矿物成分和有机物处于熔融温度时能够释放气体。

在一定温度下，出现一个熔融阶段，材料的粘度应足够大，足以把释放出的气体包裹起来。

为了达到以上条件，对材料的化学成分和矿物质成分及粒径应有所要求，必须选择那些具有分解和氧化的成分，一边释放出气体，形成适宜的膨胀，才能生产烧胀陶粒。

12、粉煤灰是生产烧胀陶粒的最理想原料，因为生产烧胀陶粒需要一定量的发气成分，而粉煤灰中的氧化铁具有分解和还原反应而释放二氧化碳的作用。

本身除含有大量二氧化硅和氧化铝外，还含有一部分助融成分如氧化镁。

氧化钠、氧化钾等，同时还含有氧化铁做发气成分。

所以在选择粉煤灰时，除要求他必须有足够含量的二氧化硅和氧化铝之外，还应用较高含量的氧化铁。

另外，粉煤灰的细度应小一些，越细越好，以增加成型性能和减少粉磨电耗。

13、对粉煤灰中二氧化硅和氧化铝、助熔剂氧化物、碳含量的具体要求如下。

（1）二氧化硅和氧化铝含量二氧化硅和氧化铝是粉煤灰中的主要成分，可以在高温下形成玻璃质熔体，赋予陶粒强度。

其中氧化铝应略高一些，他对烧胀陶粒的筒压强度影响更大一些，含量越高，陶粒筒压强度就越高，但烧结温度也随之提高。

适合少成陶粒的化学组成范围来看：二氧化硅53-79% 氧化铝12-26%，少数地方的粉煤灰可能达不到技术要求，可以另外在配方设计时加一些调节剂来补充，如果以粘土为粘结剂，可以补充硅铝含量。

（2）熔剂氧化物含量熔剂氧化物如氧化钾、氧化钠、氧化钙、氧化镁、氧化铁等在焙烧时起助熔作用，可以降低液相生成的温度，其含量的高低与烧成温度、烧成温度范围、回转窑的正常运转及成品率等，均有重要关系。

因此适宜的氧化物含量致关重要。

原料中的熔剂氧化物含量应为8%-12%，有些地方若达不到时，可以另外补加一些氧化钾或氧化钠即可，若是用粘土作粘结剂时，应注意其中的熔剂氧化物含量应与粉煤灰综合计算。

（3）碳含量碳在焙烧中的作用主要有三个：一是做燃料提供热能，产生燃烧；二是在燃烧过程中发生反应，生成一氧化碳气体，使陶粒产生膨胀；三是促进氧化铁的还原，产生气体，增加发气量，因而他又是氧化铁的发气促进剂。

适宜的碳含量应为5-10%，可根据产品的堆积密度要求及强度要求来调节含碳量。

14、尾矿制陶粒技术要求（1）尾矿成分技术要求二氧化硅50%-80%,氧化铝应为12%-26%氧化物包括氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化镁等总含量应为8%-12%,不足时可另加氧化钠、氧化钾补充。

（2）对尾矿砂粒度的要求尾矿的粒度越小越好，要求方孔筛筛余小于5%，所以最好选用细粉状的尾矿。

（3）对尾矿的其他技术要求尾矿的含水率应小于2%，含水量过大时，可采用自然晾晒或烘干的方式。

尾矿的草根树叶等杂志含量应小于1%，杂志太大时应增加除杂工艺。

15、陶粒按密度分为一般密度陶粒、超轻密度陶粒、特轻密度陶粒三类。

(1)一般密度陶粒一般密度陶粒是指密度大于500kg/m3的陶粒。

它的强度一般相对较高，多用于结构保温混凝土或高强混凝土。

(2)超轻密度陶粒轻密度陶粒一般是指300~500kg/m3的陶粒。

这种陶粒一般用于保温隔热混凝土及其制品,可用于混凝土面层料。

(3)特轻密度陶粒特轻密度陶粒是指小于300kg/m3的陶粒。

它的保温隔热性能非常优异，但强度较差。

一般用于生产特轻保温隔热混凝土及其制品。

16、页岩陶粒生产工艺页岩陶粒的生产过程一般分为五个阶段，生料制备、烘干、预热、焙烧以及冷却。

页岩原矿经颚式破碎机破碎，破碎后过筛，选择3mm~5mm粒径颗粒作为生料，然后将生料送入电炉预热，预热完毕立刻送入已经处于目标温度的电阴炉中焙烧，焙烧完毕后，室温冷却得到陶粒。

页岩生料的烘干、预热、焙烧、冷却时间及温度选择称之为陶粒的焙烧制度，研究陶粒焙烧制度是陶粒焙烧研究的主要内容。

陶粒制备过程中的各因素都会对陶粒的质量产生影响。

1、生料的制备:陶粒生产首先必须解决的是原材料加工和制粒工艺，其任务是将采集的原料，经破碎、筛分，配料、混合制成化学成分符合要求、质量均匀的含水物料，然后通过辊压、成球等方法制成不同粒径的生料。

生料的制备工艺很多，根据原料品种不同分为干法、塑化法、粉磨成球法和泥浆成球法。

2、烘干及预热:可以采用干法工艺，破碎筛分后，不用烘干即可进入预热阶段，预热阶段温度控制在400℃~600℃之间。

此预热阶段中，温度急剧变化会引起生料炸裂，而导致最终烧制的陶粒各项性能下降;其次是控制生料在焙烧阶段产生的气体量，因为在预热生料阶段，生料中的有机质和碳酸盐就已开始分解挥发产生气体，那么经过预热后，生料在焙烧阶段产生的气体量就会减少;再次就是为生料表层的软化做准备。

预热阶段控制的因素是预热温度和预热时间，这两个因素都会对最终的陶粒质量产生影响，若预热温度过高或者预热时间过长都会导致生料在预热阶段就已产生大量气体，导致生料在焙烧阶段因膨胀气体不足使陶粒膨胀不佳;但是预热不足，就会造成高温焙烧过程中生料的炸裂，所有这些都会影响到陶粒的最终性能。