[其他]无机泡沫颗粒物

说明书

本发明涉及无机泡沫颗粒物及其制备方法。

无机泡沫颗粒物质轻，因而可广泛用于建筑构件的轻质骨料、肥料的补充剂、去污剂或涂料、吸收剂和土壤改良剂等。已知典型的无机泡沫颗粒物可分成两类，即人造材料制成的泡球（balloons）和天然材料制成的泡球，前者如由人工原材料制得的玻璃泡球，后者如火山灰泡球、珍珠岩、飞灰泡球和膨胀页岩。

这些玻璃泡球是泡沫的颗粒物，它是使含以硅酸钠为主要成分的颗粒物膨胀形成的，颗粒物是由液滴法或干胶凝法生成的。

火山灰泡球是由加热火山灰（含火山玻璃）使之发泡产生的。珍珠岩也是按类似方法加热珠粒体、黑曜岩（火山玻璃）、rosinous砂和粗面岩等，使之发泡形成的。飞灰泡球由燃烧粉煤，再将得到的煤灰用水漂选而制得。膨胀页岩则由加热使页岩发泡生成。

已有的泡沫颗粒物有一些缺点。例如，制备玻璃泡球需要复杂的步骤。火山灰泡球、珍珠岩和膨胀页岩等需要从山区开矿和粉碎开采来的矿物。因此，从制备原材料的观点看，用天然材料制造泡球是不经济的。而且天然原材料即矿物近来不大容易得到，因为开矿可能会引起环境破坏。飞灰泡球是含在热电厂副产物的煤灰中的，因而来源不稳定。

而且，大多数已知的无机泡沫颗粒的堆密度介于0.02至0.05千克/升或0.15至0.4千克/升之间，而堆密度处于这二者之间的无机泡沫颗粒物却很少。

本发明的目的是提供一种新型无机泡沫颗粒物。

本发明的另一目的是提供制备该新型无机泡沫颗粒物的方法。

本发明还有一个目的是为煤气化过程中产生的煤渣提供新的用途，因为它至今还未找到有利的用途。

本发明提供一种无机泡沫颗粒，它含有≤60%（重量）的SiO₂，≥20%（重量）的Al₂O₃和≥5%（重量）的CaO，其堆密度（按照JIS-A-1104或ASTM C-29规定）为0.05～1.2千克/升。

本发明的无机泡沫颗粒是新型无机泡沫颗粒，它与已知的玻璃泡球、火山灰泡球、珍珠岩、飞灰泡球和膨胀页岩等无机泡沫颗粒的组成明显不同。

本发明的无机泡沫颗粒可以容易地用下列方法制备：将从煤的部分氧化得到的无定形煤渣在不低于600℃的温度下加热，使它发泡。

一方面，本发明的无机泡沫颗粒的堆密度最好介于0.05～0.6千克/升之间，这可以在700～1200℃温度范围内通过加热由煤部分氧化产生的粒度不大于20毫米的灰粒（煤渣）来制成。

另一方面，本发明的无机泡沫颗粒的堆密度最好介于0.6（不含此值）至1.2千克/升，它可在650～850℃温度范围内通过加热由煤部分氧化产生的粒度不大于2.5毫米的灰粒（煤渣）来制成。

图1说明在以5℃/分的升温速率，从400℃升至1300℃的煤气化升温过程中，煤渣直径（平均直径为10毫米）的变化。

图2说明加热温度与泡沫颗粒的堆密度之间的关系，泡沫颗粒得自实例2和比较例2中的煤渣Ⅰ、煤渣Ⅱ和黑曜岩。

本发明的无机泡沫颗粒可由煤气化过程中产生的煤渣制成，而原先这种煤渣未发现较好的用途。上述煤渣容易在低于一般矿物所用的温度下发泡。因而从有效利用以前的废弃副产品的观点来看，本发明是有价值的。而且，从无机泡沫颗粒制备过程中节能的观点来看，本发明也是有效的。

本发明的无机泡沫颗粒质轻、强度高，而且其导热性低，因而提高了隔热性能。此外，如果需要，该泡沫颗粒的吸水性也可方便地通过改变其制备来使之改变。因此，本发明的无机泡沫颗粒物有各种广泛的用途。

本发明的无机泡沫颗粒是含SiO₂、CaO和Al₂O₃的颗粒，除这三种主要成分外，本发明的泡沫颗粒可能并适当地含有氧化铁、MgO、Na₂O和K₂O。

本发明的无机泡沫颗粒物包含60%（重量）或60%（重量）以下的SiO₂〔最好30～60%（重量）〕、20%（重量）或20%（重量）以上的Al₂O₃〔最好20～40%（重量）〕和5%（重量）或5%（重量）以上的CaO〔最好5～30%（重量）〕。一般来说，在这些无机泡沫颗粒中所包含的这三种必要成份，其问题不少于60%（重量），70～95%（重量）则更好，最好在75～90%（重量）之间。