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利用页岩烧制陶粒的研究

作者：牛玲日期：2014-07-08 09:33 来源：化工管理

(中国建筑材料工业地质勘查中心新疆总队实验室新疆乌鲁木齐830000)
摘要：本文主要介绍了利用页岩的烧胀性在实验室的测试方
法及其影响因素，为半工业试验工艺流程提供依据，对页岩矿开
发利用起到积极作用。
关键词：陶粒页岩；烧胀性能；影响因素
随着我国建筑行业的发展，墙改力度的加大，粘土实心砖由
于其体积小重量大，保湿性能欠佳，已经难以适应当前建筑材料
发展需求，终将被新型材料而取代，页岩陶粒及其混凝土制品不
仅用途广泛，性能优良，还能节约能源，针对市场对页岩陶粒制成
的新型材料需求与日俱增的现状，本文主要介绍页岩烧制陶粒的
试验方法及其影响因素，为生产工艺流程设计提供参考依据。
一、试烧
页岩陶粒的膨胀性特征主要表现在：烧出陶粒的表壳厚度；
颜色；孔径大小；形态；均匀程度及表观密度。通常烧胀性多用表
观密度来表述，表观密度小，膨胀性好，反之则差。要测其膨胀性
就需要通过对样品的试烧、小试方法来实现。
1.制样
将野外送来的页岩样品经颚式破碎机或手工锤破碎，用
5mm 和20mm 孔径筛经行筛分，>20mm 重新破碎，<5mm 弃去，
取5mm～20mm 粒级的样，用四分法缩分，待用，取一部分样做为
小试样，其余留下作为副样。
2.副样的试烧
从矿样的副样中抽取3-5 件，在设计预热温度550-700℃下
预热8-12 分钟，立即从预热炉中取出，随即放入已达到设计焙烧
温度1130-1160℃的高温炉中，焙烧6-9 分钟取出，有膨胀性的
样品，才能进行陶粒样品小试。
3.陶粒原料的小试
小试是对样品采用不同焙烧制度下试烧，测其试烧陶粒的表
观密度，以寻求最佳的焙烧制度参数
（1）最佳焙烧制度参数的优选
焙烧制度中关键参数是预热温度及时间、焙烧温度及时间，
分别对这四个参数进行交叉试验，采用参数间隔变化小，测试件
数多的原则，测得最佳热工参数，进一步观察最佳膨胀性变化过
程。通过对乌市某页岩矿大量实验数据的分析得出，该页岩矿最
佳热工参数，预热温度为650℃，预热时间为12 分钟，焙烧温度
1160℃，焙烧时间6分钟。
（2）页岩小试样在不同温度下的烧胀曲线
结合交叉实验得出的最佳热工参数，在控制预热温度为
650℃，预热时间为12 分钟，焙烧时间6 分钟，不变的前提下，以不
同的焙烧温度进行焙烧，并测其不同焙烧温度下表观密度，绘制
小试样的焙烧温度曲线。
从图中可以看出该矿样在1100-1120℃失水软化，1120℃后
膨胀逐渐增大，从1140℃-1170℃急剧膨胀，1170℃后虽然还在
膨胀，但陶粒表壳发生粘结，内部断裂塌陷，开始焦化，故最佳膨
胀温度范围是1140-1170℃。
二、页岩膨胀性能的影响因素的探讨
经过长期的实验分析得出，影响页岩膨胀性能的因素很多
有：矿物的化学成分、矿物成分、及其物理性能（粒度、塑形）、焙烧
制度等。
1.化学成分对烧胀性能的影响
实际上陶粒页岩经高温烧胀成陶粒是一种复杂的物化反应
过程，矿石中不同的化学成分起不同的作用。SiO2,Al2O3是成陶
主要的成分，含量过多不具膨胀性，过低影响陶粒的强度。K2O、
Na2O、CaO 成助溶作用，质量分数过大易粘连，熔融。FeO、
Fe2O3、C 是产生气体使岩石发泡膨胀的主要成分，在烧胀成陶粒
的过程中，起到了关键作用。经过大量的试验发现SiO2的含量在
48-68%,Al2O3 的含量在12-18%，Fe2O3 的含量在5-10%，K2O、
Na2O 的含量在2.5-7.0%范围内具有良好的膨胀性。
2.矿物成分对烧胀性能的影响
岩石中粘土矿物总量应大于40%，其中以伊利石、蒙脱石、绿
泥石、绢云母为主最好，其次是高岭土、沸石、黄铁矿、赤铁矿、芒
硝、方解石等
3.物理性能对烧胀性能的影响
颗粒越细越好，含沙量越少越好，可塑性指数应大于8。
总结
页岩膨胀性是各个因素的集中体现，以上因素均不能单独评
价样品的优劣，只能做为定性分析的参考，定量分析还应该以试
烧和样品小试为主，测试其表观密度。通过多年来，实验室对新
疆不同地区页岩矿膨胀性能的测试，发现我区膨胀性页岩品质优
良，资源丰富，希望通过此文能对陶粒页岩矿的开发利用起到积
极的作用。
参考文献：
[1]李卫东，等.影响陶粒页岩烧胀性能因素的探讨.吉林地
质.2005,12.
[2]于氵乾,等.烧胀页岩生产页岩陶粒的研究.房材与应
用.2000，10.
[3]杨雷,等.利用城市污泥烧制页岩陶粒.环境工程学报.2010,
5.