粒径分布可控的膨胀珍珠岩制品制造技术

本文介绍了一种粒径分布可控的膨胀珍珠岩制品、该粒径分布可控的膨胀珍珠岩制品的制造方法及其用途。例如，该粒径分布可控的膨胀珍珠岩制品的粒径分布的标准偏差与粒径中值之比低（例如为小于０．６３），且粒径中值地低（例如小于５０微米）。该粒径分布可控的膨胀珍珠岩制品有广泛的用途，例如在过滤中的应用。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及粒径分布可控的含硅珍珠岩制品。该产品可用于过滤和填充应用中。
技术介绍
在本文中，各种出版物、专利和已公开的专利申请用引用标记进行识别。这些文件的完整的索引在说明书的结尾处列出。本文所引用的这些出版物、专利、已公开的专利申请所披露内容通过引用而合并进本文中。许多从液体中分离颗粒的方法使用了纤维或多孔含硅介质作为助滤剂，例如硅藻土或珍珠岩(Bear，1988；Cain，1984；Carman，1937；Heertes，1949，1966；Ruth，1946；Sperry，1916；Tiller，1953，1962，1964)。珍珠岩制品是通过研磨、过筛和热膨胀得到的。随着珍珠岩矿石的质量和加工方法的不同，膨胀珍珠岩制品可以被用作助滤剂、轻质绝热材料、填充材料、园艺和溶液培养介质和化学载体；膨胀珍珠岩从二十世纪四十年代晚期前后被用于过滤应用中(Breese和Barker，1994)。膨胀珍珠岩也被作为吸附剂用于漏油处理中(例如Stowe，1991)。常规的珍珠岩加工过程包括矿石的粉碎(压碎和磨碎)、过筛、热膨胀、研磨和膨胀后的材料的风选分离，最终得到符合规格的产品。例如，珍珠岩矿石被压碎、磨碎并分离至预先确定的粒径范围内(例如通过30目筛子)，然后分离后的材料在温度为870-1100℃的膨胀炉中被空气中加热(参见Neuschotz，1947；Zoradi，1952)，在炉内，玻璃的软化和所含水的汽化同时发生，使得玻璃颗粒快速膨胀而形成体积比膨胀前扩大多达20倍的多孔玻璃材料。然后，膨胀珍珠岩通过风选而得到符合规格要求的最终产品。膨胀珍珠岩制品可以通过进一步研磨和分离后作为助滤剂或填充材料使用(Bresse和Barker，1994)。膨胀后的某些程度的分离是普遍的，例如，使用旋风分离器(一种按照颗粒的空气动力学质量，通过将它们悬浮在气流中来分离颗粒的简单锥形装置)进行分离。Stein(1955)指出，有时将两个或更多个旋风分离器串连使用。第一个旋风分离器比随后的旋风分离器效率较低，因而可以风选几个粒径的产品。膨胀珍珠岩制品在过滤中得到了广泛的应用。使用多孔介质进行过滤的原理已经经过了长时间的发展(Carman，1937；Heertjes，1949，1966；Ruth，1946；Sperry，1916；Tiller，1953，1962，1964)，并且在最近从实用角度(Cain，1984；Kiefer，1991)和其背后的理论原理(Bear，1988；Norden，1994)两方面得到了详细的回顾。珍珠岩制品可以被加在滤膜(septum)上以改进透明度和增加在过滤过程中的流速。这个过程有时被称作“预涂”。珍珠岩制品也可在液体被过滤时被直接加入液体，以减小不希望得到的颗粒在滤膜上的沉积，同时维持设计的液体流速，这个过程经常被称为“主体加料”。根据具体分离的不同，珍珠岩制品可以被用于预涂、主体加料或两者。珍珠岩制品，特别是经过表面处理之后，可以加强液体的净化或提纯(Ostreicher，1986)。膨胀珍珠岩制品经常被用作绝热填充剂、树脂填充剂和被用于带有纹理的涂层的制造(Breese和Barker，194)。在过滤和填充应用中，粒径都有很大的影响。适宜的助滤剂级别的选择取决于待除去的被悬浮的颗粒的大小。不言而喻，在助滤剂的使用中，随着助滤剂粒径和液体流速的加大，助滤剂除去被悬浮物中的小颗粒的能力下降(Kadey，1983)。反过来，当助滤剂粒径和液体流速的减小时，助滤剂除去被悬浮物中的小颗粒的能力上升。填充剂的性能也与粒径有密切的关系。粒径的影响与平均粒径、最大粒径和粒径分布有关。例如，在涂料系统中，填充剂的平均粒径可能影响粘度和粘合剂的需要量。粒径分布会影响堆积、综合密度和膜完整性。而最大粒径会影响涂料光泽和光滑度或引起破损或裂缝(Trivedi和Hagemeyer，1994)。这样膨胀处理后的珍珠岩通常含有大量的被称为“漂浮物”的轻质材料，它们是膨胀后的内部经常含有空气的珍珠岩颗粒。正如他们的名字所暗示的，漂浮物很快漂浮到液体的表面上，而不是悬浮在液体里。漂浮物对于助滤剂和填充剂的应用有负面影响，因为它们经常从设计中应当起作用的地方漂走，例如从滤膜上漂走或从填充体系中希望的位置漂走。因此，在很多用途的珍珠岩的加工中，漂浮物的量必须减至最小。不论填充剂用于什么应用，颜色都是很重要的。当最终产品的颜色重要时尤其如此。蓝光亮度高的白色填充剂通常有更多的用途，其原因在于它可以用于所有有色的和白色的产品。同时，与非白色填充剂相比，它可以降低昂贵的白色颜料(例如二氧化钛)的需求。由于这些原因，粒径分布可控、漂浮物含量低、蓝光亮度高的珍珠岩制品经常是人们所希望得到的。已经商业化的膨胀珍珠岩制品的粒径分布、漂浮物含量和蓝光亮度(按下述标准方法测定)在表I中列出。对于粒径分布的标准偏差与粒径中值之比(sd/d50)小于0.63的产品，粒径中值(d50)最小为53微米(有时缩写为“μ”，即μm)。对于粒径分布的标准偏差与粒径中值之比(sd/d50)小于0.63的产品，漂浮物的最小含量为10体积％。表I产品 生产商d50sd sd/d50漂浮物 蓝光 湿密度(μm) (μm) (％)亮度 (lb/ft3)Harborlite2000 Harborlite Corp. 58.84 35.52 0.6022 83*Harborlite1950S Harborlite Corp. 62.40 39.13 0.6312 73*Harborlite1900S Harborlite Corp. 54.94 34.22 0.6212 71*Harborlite1500S Harborlite Corp. 52.64 33.64 0.6412 69*Harborlite1500 Harborlite Corp. 50.45 32.24 0.6414 81*Harborlite900S Harborlite Corp. 54.00 35.97 0.6710 70*Harborlite900 Harborlite Corp. 44.37 29.52 0.6710 82*Harborlite800 Harborlite Corp. 39.69 26.97 0.6810 81*Harborlite700 Harborlite Corp. 38.66 26.62 0.6910 81*Harborlite635 Harborlite Corp. 25.30 18.46 0.73＜2 7912.9Harborlite500 Harborlite Corp. 44.15 31.66 0.728 7614.5Harborlite475 Harborlite Corp. 28.50 21.22 0.74＜2 7713.6Harborlite400 Harborlite Corp. 36.55 28.26 0.76＜2 7613.9Harborlite300C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粒径分布可控的膨胀珍珠岩制品，其粒径分布的标准偏差与粒径中值之比小于０．６３，且粒径中值小于５０微米。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SK帕姆，B王，C海沃德，JS鲁尔斯顿，
申请(专利权)人：先进矿物公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]