專利名稱：一種空心微珠的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備空心微珠的方法，尤其是涉及一種主料是二氧化硅的空心微珠的制備方法。
背景技術：
現(xiàn)有的空心微珠大多來源于熱電廠所排放的粉煤灰廢棄物中，其中可以漂浮在水面上的空心微珠被稱之為漂珠。該種空心微珠或漂珠是在高于1200℃的高溫下處于熔融態(tài)氣化物排放在大氣中時因溫度驟降，瞬間凝結成玻璃態(tài)在表面張力驟升而收縮形成的中空微珠，在此高溫下，微珠空心中的氣體很稀薄或處于真空，所以，該種空心微珠或漂珠的導熱系數較低，是一種極好的隔熱材料。
在傳統(tǒng)技術中，獲取空心微珠的方法主要是從熱電廠所排放的粉煤灰中分選出來的產物。如中國專利1010286號授權公告的名稱為“從粉煤灰中分選空心玻璃微珠的方法”給出的是一種濕法分選空心微珠的方法。在該方法中需要用旋流器和懸浮床等設備分選空心微珠，雖然該種方法相對簡單，且不需要大的設備投資，但，由于粉煤灰中含有粉末狀的氧化鈣和氧化鎂，以及鐵的氧化物等許多雜質，這些雜質通常會粘結在空心微珠的表面，致使微珠帶有極性以形成磁團聚，在這種情況下，即使采用大壓力的水流沖刷也不能消除所述磁團聚的現(xiàn)象，故該種分選方法不能保證空心微珠的質量及數量。為此，中國專利1036342號公開的名稱為“粉煤灰空心玻璃微珠分選法”就是針對這個問題提出的改進方案。該專利中提出在濕法分選的基礎上再附加有熱風分選、磁選和電選的步驟。但，僅對一個電廠而言，由于其所排放的粉煤灰的數量有限，且在有限的粉煤灰中的空心微珠的含量并不高，而相鄰電廠通常相距較遠，所以，將上述各種設備組裝在一個電廠附近，其投資成本較高。
隨著空心微珠或漂珠應用領域或適用范圍的擴大，僅靠在粉煤灰中提取是遠不能滿足人們的需求，據有關人士透露，在市場上特別是漂珠銷售的價格相當高，其主要原因是漂珠不能滿足市場需求。此外，由于粉煤灰中的空心微珠或漂珠在形成的過程中大多依賴于三氧化二鋁來降低粉煤灰的熔點，并在形成微珠的場合，氧化鈣和氧化鎂等顆粒更小的物料也伴隨在其中，所以，該種空心微珠形成后，其外表面粘結有向外突出的刺，致使空心微珠帶有極性，故在使用時通常要經過研磨或通過氣溶膠法進行表面處理，以提高其表面活性。
在現(xiàn)有技術中僅在中國專利86108520號公開的名稱為“實心透明玻璃粒子的加工方法”中出現(xiàn)了用高溫燒結的方式加工微珠的方法，但，該方法所制取的實心透明玻璃微珠，而不是空心微珠或漂珠。到目前為止，在現(xiàn)有技術中還沒有發(fā)現(xiàn)用熔煉的方式制取空心微珠或漂珠的任何啟示。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務是提供一種利用廢棄的鐵礦尾礦粉制備空心微珠的方法，以解決現(xiàn)有空心微珠的資源不足及質量問題。
本發(fā)明所提出的空心微珠的制備方法，包括分選和熔煉兩個步驟。其中分選是將鐵礦尾礦粉放入烘干設備中烘干再去除三氧化二鋁和氧化鈣、氧化鎂小顆粒雜質；而熔煉是將經過烘干和去雜后的鐵礦尾礦粉送入封閉的加熱設備中進行熔煉，其熔煉溫度在1900℃至2160℃之間，且使尾礦粉經高溫氣化后能自動進入一個封閉的腔體內，再經冷卻后形成中空微珠。由于熔煉鐵礦尾礦粉是在一個封閉的設備中進行，在熔煉過程中，設備內的氧氣和其它可燃氣體被消耗，而其內殘留的是氮氣等惰性氣體，所以，氣化的尾礦粉在冷卻后所形成的空心微珠內真空或含有惰性氣體；另外，在分選過程中，將尾礦粉內相對小顆粒的三氧化二鋁和氧化鈣、氧化鎂等去除后，其主要成分是二氧化硅，而二氧化硅在對其加熱的溫度為1900℃時就應該氣化，在通常情況下，其加熱溫度不超過2160℃?？梢姡迷摲椒ǐ@得的空心微珠的外壁基本上是由二氧化硅構成，而二氧化硅具有相當好的耐磨、耐腐蝕等物理特性。
在所述分選步驟中，其鐵礦尾礦粉顆粒的直徑選擇在0.2μm至300μm之間，其風選時的送風速度在每秒1.5米至2米之間。
在所述熔煉步驟中，經熔煉氣化后的尾礦粉在進入腔體內的過程中采用自然逐漸冷卻的方式使其形成空心微珠。
在所述分選的去雜步驟中是采用風選的方式去除尾礦粉中的三氧化二鋁和氧化鈣、氧化鎂小顆粒雜質。
本發(fā)明所提出的空心微珠的制備方法采用原料是被廢棄的鐵礦尾礦粉，而該種尾礦粉數量相當大，是現(xiàn)有技術中無法解決的污染問題，所以，本發(fā)明將尾礦粉制成空心微珠不僅可以解決市場對其需求，而且還能解決環(huán)境污染問題；另外，用該種原料和方法制取的空心微珠表面相對光滑，其微珠含二氧化硅的成份在95％以上，具有相當好的強度，且沒有極性，適合于應用在建筑、化工、橡膠等場合。
具體實施例方式取直徑在0.2mm至1mm之間的鐵礦尾礦粉并將其送入烘干爐內烘干，然后對烘干后的尾礦粉用風選的方式去除三氧化二鋁和氧化鈣、氧化鎂等小顆粒雜質或者灰塵，且在風選時，其風速在每秒1.5米至2米之間；將經過風選后的鐵礦尾礦粉送入封閉的加熱設備中進行熔煉，且使加熱設備內的熔煉溫度在1900℃，當尾礦粉內的主料二氧化硅逐漸氣化后順著加熱設備固有的排煙道流入與該排煙道相通的封閉的腔體內，由于該腔體通常是自然溫度，而自然溫度遠遠低于熔煉溫度，故氣態(tài)的二氧化硅在此溫度下能迅速凝聚形成空心微珠。因加熱設備和腔體均是封閉的容器，在熔煉尾礦粉時，所述容器內缺少氧和氫等可燃氣體，所以，上述方式形成的空心微珠的空心內真空或者含有惰性氣體。
此外，所述熔煉尾礦粉的溫度應該在1900℃以上，如加熱設備內的溫度可設置在1950℃或2000℃或2050℃或2100℃或2160℃。
權利要求
1.一種空心微珠的制備方法，其特征在于包括以下步驟分選將鐵礦尾礦粉放入烘干設備中烘干后去除三氧化二鋁和氧化鈣、氧化鎂小顆粒雜質；熔煉將經過烘干和去雜后的鐵礦尾礦粉送入封閉的加熱設備中進行熔煉，其熔煉溫度在1900℃至2160℃之間，且使尾礦粉經高溫氣化后能自動進入一個封閉的腔體內，再經冷卻后形成中空微珠。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于在所述分選步驟中是采用風選的方式去除尾礦粉中的三氧化二鋁和氧化鈣、氧化鎂小顆粒雜質。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于在所述分選步驟中，其鐵礦尾礦粉顆粒的直徑選擇在0.2μm至300μm之間，其風選時的送風速度在每秒1.5米至2米之間。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于在所述熔煉步驟中，經熔煉氣化后的鐵礦尾礦粉在進入腔體內的過程中采用自然逐漸冷卻的方式使其形成空心微珠。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空心微珠的制備方法，該方法包括將鐵礦尾礦粉放入烘干設備中烘干后去除三氧化二鋁和氧化鈣、氧化鎂小顆粒雜質的分選步驟和將經去雜后的鐵礦尾礦粉送入封閉的加熱設備中進行熔煉的步驟，其熔煉溫度在 1900℃至2160℃之間，且使尾礦粉經高溫氣化后能自動進入一個封閉的腔體內，再經冷卻后形成中空微珠。本發(fā)明將尾礦粉制成空心微珠不僅可以解決市場對其需求，而且還能解決環(huán)境污染問題，且該種空心微珠表面相對光滑和相當好的強度。
文檔編號C03C12/00GK1736912SQ20051004684
公開日2006年2月22日 申請日期2005年7月11日 優(yōu)先權日2005年7月11日
發(fā)明者張偉 申請人:張偉