1. 개요
펄라이트 광물에는 진주암, 흑요석, 테레빈유가 포함됩니다.
펄라이트는 화산 폭발로 인해 산성 용암이 급속히 냉각되어 형성된 유리질 암석입니다. 그 구성은 유문암과 동일하며 진주 같은 균열 구조 때문에 이름이 붙여졌습니다. 펄라이트의 수분 함량은 2~6입니다.
피치스톤 역시 산성 유리질 화산암으로 독특한 로진 광택을 갖고 있으며 펄라이트보다 수분 함량이 6~10으로 높습니다.
흑요석은 화강암과 동등한 유리질의 화산암으로 수분 함량이 2 미만으로 낮습니다.
펄라이트, 로지나이트, 흑요석은 모두 순간적인 고온 조건(약 1200°C)에서 부피가 몇 배에서 30배 이상으로 팽창하는 특성을 갖고 있어 고품질의 경량 건축물을 만드는데 이상적이다. 재료 및 단열재의 중요한 광물 원료입니다.
펄라이트 광석의 종류는 <표 3-2-1>과 같다.
표 3-2-1 펄라이트 광석 종류
펄라이트 광석 등급의 분류는 표 3-2-2와 같다.
표 3-2-2 펄라이트 광석의 종류 및 등급
2. 팽창 펄라이트의 주요 용도
팽창 펄라이트의 주요 용도는 다음과 같다. 펄라이트. 팽창 퍼라이트는 가벼운 부피 밀도, 낮은 열전도율, 강한 난화성, 우수한 차음 성능, 미세한 기공, 안정적인 화학적 특성, 무독성, 무미 등 물리적, 화학적 특성이 우수하므로 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 특히 경량 건축자재와 단열재가 중요합니다. 팽창펄라이트의 주요 용도는 Table 3-2-3과 같다.
표 3-2-3 팽창 펄라이트의 주요 용도
표 3-2-4와 표 3-2-5는 일본과 미국의 팽창 펄라이트 소비량을 나타낸다. 구조.
표 3-2-4 일본 팽창 펄라이트 소비 구성
표 3-2-5 미국 팽창 펄라이트 소비 구성 및 소비량
3. 펄라이트의 품질기준
팽창진주펄라이트를 생산하는 원료로서 품질평가는 주로 고온팽창률과 제품의 부피밀도에 따라 결정된다. 일반적으로 확장 비율은 7~10보다 커야 합니다(흑요석 > 3이면 충분함). 실험실에서 얻은 팽창율과 산업 생산의 팽창율은 다음 공식에 따라 변환됩니다.
K0=5.2 (K-0.8)
공식에서 K0— - 산업 생산의 확장 비율 K - 실험실 단순 로스팅 확장 비율.
느슨한 밀도(부피 중량) ≤80~250kg/m3.
또한 광석의 SiO2 함량은 70에 도달해야하며 H2O는 4 ~ 6이며 Fe2O3 FeO<1은 고품질입니다. 광석은 완전 유리질이며, 실투가 없거나 약간만 있고 반정도 없습니다.
표 3-2-6과 표 3-2-7은 펄라이트의 품질 요구사항을 나열한 것이다.
로 확장에 적합한 펄라이트 광석을 얻기 위해서는 원료 펄라이트 광석을 파쇄 및 선별 공정을 거쳐야 합니다. 일반적으로 파쇄 및 선별에는 그림 3-2-1에 표시된 공정 흐름이 사용됩니다. 미국의 Noagua 펄라이트 선광 공정 흐름은 그림 3-2-2에 나와 있습니다.
표 3-2-6 실험실 단순 로스팅 팽창계수 K와 산업생산 팽창계수 K0의 비교
표 3-2-7 펄라이트 품질분류 기준
그림 3-2-1 파쇄 및 선별 원리 공정 흐름도
그림 3-2-2 미국 Noagua 진주암 광물 가공 공정 흐름도
산업 응용 1등급 3펄라이트 광석, 3등급 광석은 사용할 수 없습니다. 팽창 펄라이트 광물 모래의 표준은 국가 건축자재 산업국이 공포한 표준에 따릅니다. 표 3-2-8을 참조하십시오.
표 3-2-8 팽창 진주암용 광석사(ZBQ25002-88)에 대한 기술 요구 사항
표 3-2-9는 허난성의 현지 표준을 나타냅니다.
표 3-2-9 팽창펄라이트용 광석사 기술지표 요건(DB/410000D63001-86)
IV. 팽창펄라이트의 생산공정은 파쇄, 예열, 배소의 3공정으로 이루어지며, 주요 공정흐름은 그림 3-2-3과 같으며, 주요 생산공정은 표 3-2-10과 같다.
그림 3-2-3: 팽창 펄라이트의 생산 원리 및 공정 흐름
표 3-2-10: 팽창 펄라이트의 주요 생산 공정
예열 열원 물질은 일반적으로 석탄 또는 기타 열 작업 작업에서 발생하는 폐열입니다.
볶는 열원으로는 석탄, 가스, 석유, 전기 등이 있습니다.
V. 상천티 진주석 광산의 개발 및 활용
신양 진주석 광산은 우리나라의 주요 진주석 자원 매장량이며, 그 확인 매장량은 우리나라 확인 진주석의 75%를 차지합니다. . 그 개발 및 활용 수준은 우리나라의 유사한 자원 활용 수준의 축소판입니다.
1. 샹티안티 펄라이트의 물리화학적 특성
상티안티 펄라이트는 비교적 순수하며, 미량의 장석, 석영 반정, 미량의 자철광 및 흑운모를 함유하고 있습니다. Liu Chong 펄라이트는 일반적으로 Qingite로 알려진 녹색 색조의 흰색이고 일반적으로 Baiite로 알려진 Shizui 펄라이트는 붉은 색조의 흰색입니다. 화학성분은 표 3-2-11과 같다.
표 3-2-11 샹티안티 진주암 시료의 화학성분
우리나라 일부 진주암 광산의 화학성분은 표 3-2-12와 같다.
다양한 입자 크기의 펄라이트 분말의 화학적 조성은 표 3.2-13에 나와 있습니다.
표 3-2-11과 표 3-2-13을 비교하면, 시즈이나 류충의 퍼라이트 분광석과 원광석의 화학적 조성에는 뚜렷한 변화가 없음을 알 수 있다. 1등급 제품의 화학적 조성은 모두 1등급 제품의 요구 사항을 충족하므로 등급 정제가 필요하지 않습니다.
2. 팽창 펄라이트의 품질
볶으면 급격한 가열로 인해 펄라이트 모래가 부드러워지고 유리에 결합된 수분이 기화되어 큰 압력, 부피가 빠르게 생성됩니다. 팽창하여 공동 구조를 갖는 다공성 팽창 펄라이트를 형성합니다. 펄라이트가 팽창하는 기본 조건은 유리이며, 가열 시 수분이 증발하는 것이 펄라이트가 팽창하는 본질적인 원인이다. 유리체 내 수분의 양은 일반적으로 강열 손실로 표시됩니다. 예열은 물의 양(유효 물의 양)의 최적 값을 제어하는 것입니다. 물의 양이 너무 많으면 광석이 분말로 터지고, 물의 양이 부족하면 팽창이 부족해집니다. 예열시간, 온도, 로스팅시간, 온도, 광석입자크기 등을 조절하여 팽창펄라이트의 품질을 조절합니다.
표 3-2-12 우리나라 일부 산지의 펄라이트, 로지나이트, 흑요석의 화학적 조성
표 3-2-13 다양한 곡물의 상티안티 펄라이트 분말 광석 등급 화학 구성
가스 수직형 가마(중남 여과제 공장)를 사용하여 생산을 확대할 경우 확장 조건은 예열 온도 450℃, 예열 시간 12분, 로스팅 온도 1100℃, 로스팅 시간 3~ 5초 팽창 결과: 부피밀도(kg/m3)는 팽창 전 1030에서 팽창 후 60.1로 변화하였고, 팽창배수(K0)는 17.14였습니다.
팽창 전후의 입도 조성과 입도 용량은 표 3-2-14와 같다.
표 3-2-14: 생산 확대 전후의 입도 조성 및 입도 용량 결정
표 3-2-14에서 알 수 있다: 조대입자 팽창된 제품의 크기는 크게 증가했습니다. 팽창 전의 12.88에서 +60 메쉬는 67.17로 증가했으며 입자 크기가 거칠수록 부피 밀도는 작아졌습니다.
팽창 퍼라이트의 열전도도 측정 결과는 표 3-2-15와 같다.
표 3-2-15 Shangtianti 진주암 분말의 열전도율 검사 보고서
검사 기관: 국가 건자재청 단열 및 밀봉 재료 제품 품질 감독 검사 센터.
국가 표준 GB5211.15-88(국제 표준 ISO787/5-1980과 동일)에 따라 팽창 펄라이트에 의한 정제 아마씨유의 흡수를 질량/질량 비율로 표시하여 측정했습니다. , 및 측정 결과: 0-280μm 팽창 펄라이트의 흡유 능력은 248이고, 1-150μm 팽창 펄라이트의 흡유 능력은 210입니다.
팽창펄라이트에 대한 건축자재업계의 품질요구사항은 <표 3-2-16>과 같다.
표 3-2-16 팽창 펄라이트 건축자재 산업 표준(JC/T209-92)
Shangtianlai 팽창 펄라이트의 기술 성능은 표 3-2-16을 참조하십시오. 70에 도달했지만 입자 크기 구성이 너무 미세합니다. 입자 크기의 하한은 12.12를 차지하며 적격 제품에 허용되는 최대 값을 초과했습니다(6). 입자 크기가 미세해지는 문제는 확장 로스팅이 끝난 후 입자 크기가 0.15mm 미만인 제품을 별도로 수집하여 해결할 수 있습니다.
3. 60메쉬 펄라이트 분말의 활용
신양 상티안티 펄라이트 모래의 가공 흐름은 그림 3-2-4와 같다.
그림 3-2-4 신양 상천티 비금속 광산 펄라이트 가공 공정
펄라이트 원광석 광산 가격은 40위안/t, 광석 모래는 80위안/t, 확장진주바위 26위안/m3. 광석 처리 과정에서 -60 메쉬 분말 광석은 광미로 폐기되며 생산량은 40입니다. 즉, 처리된 퍼라이트 원료 광석 1톤당 -60 메쉬 분말 광석 400kg이 폐기되고 양은 -60메시입니다. 매년 버려지는 메쉬 광미는 18~200,000톤에 이릅니다. 이는 막대한 자원 낭비를 초래할 뿐만 아니라, 환경 오염을 초래합니다. 이 문제는 항상 광산 회사를 괴롭혔습니다. 이를 위해 국가과학기술위원회와 허난성 과학기술위원회는 국가 비금속 광물자원 종합 이용 공정 기술 연구 센터 및 기타 단위를 조직하여 다양한 비금속 광물 자원의 종합적인 개발 및 활용에 대한 핵심 연구를 수행합니다. -Shangtianti의 금속 광물(프로젝트 번호는 각각 960441034 및 971140201). 그 중 -60 메쉬 펄라이트 분말의 활용에서는 다음과 같은 결과를 얻었습니다.
(1) 플라스틱 및 고무 제품의 기능성 충전재로 사용
-60 메쉬 펄라이트 분말, 서스펜션 롤러 밀, 미세 분쇄를 위한 고속 임팩트 밀에 직접 공급 또는 Enter 얻은 펄라이트 분말(미세분쇄 100<40μm, 초미세분쇄 100<20μm)을 실란, 티타네이트, 지방산 등의 표면개질제로 플라스틱으로 사용할 수 있습니다. , 고무제품의 기능성 미네랄 충진제.
고무시트 제조과정에서 원제형의 PNT 보강제를 대체하기 위해 펄라이트 분말을 사용하여 얻은 제품의 물리적, 기계적 성질을 표 3-2-17에 나타내었다.
표 3-2-17 제품의 물리적, 기계적 특성 측정 결과
고무튜브 제조과정에서 Si-Al 카본블랙을 대체하기 위해 펄라이트 미분말을 사용한다. 원래의 공식과 제품의 물리적 및 기계적 특성은 표 3-2-18에 나와 있습니다.
표 3-2-18 제품의 물리적, 기계적 특성 측정 결과
케이블 제작 과정에서 원래 활성 소성 카올린을 대체하기 위해 펄라이트 미분말을 사용했다. 공식 제품의 물리적 특성 기계적 특성은 표 3-2-19에 나와 있습니다.
표 3-2-19 제품의 물리적, 기계적 특성 시험결과
PNT, Si-Al 카본블랙, 활성소성고토 대체 표면개질 펄라이트 분말 사용 고무 제품을 만들기 위해 케이블의 필러는 제품의 물리적, 기계적 특성이 관련 국가 표준 요구 사항을 충족할 뿐만 아니라 가격 이점도 분명합니다.
(2) 펄라이트 연마분
현재 가장 일반적으로 사용되는 펄라이트 연마분은 100# 펄라이트 연마분이다. 예를 들어 안양 유리쉘 공장에서는 연간 약 300톤을 사용한다. 품질 요구사항은 다음과 같습니다: ① 입자 크기 + 150 μm = 0, -44 μm < 15; ② 비중 2.2 ~ 2.4; ③ 경도(모스 경도) 5.5 ~ 6.
건식 스크리닝 방법을 사용하면 -60 메쉬 펄라이트 광미 분말에서 분리된 펄라이트 연마 분말 제품의 수율은 30에 불과하고 먼지가 많습니다. 습식 작업을 사용하고 로드 밀 분쇄, 분류, 탈회 공정, 미세 스크린 및 밀을 사용하여 폐쇄 회로를 형성하면 자격을 갖춘 펄라이트 연마 분말을 70%의 수율로 얻을 수 있습니다. 연마분 입자 크기 체 분석 결과: +150μm=0, -44μm=8.54, -150μm~+44pm=91.46. 비중은 2.27g/cm3입니다.
(3) 일반 인쇄용지의 충진재로 사용
일반 인쇄지의 충진재로 활석분을 대체하는 것. 단, 종이의 백색도가 일반 인쇄지의 충진재만큼 좋지 않음 활석 가루를 채운 종이, 기타 지표는 모두 활석 가루를 채운 종이를 초과합니다.
(4) 구형 유리 껍질 팽창 펄라이트
팽창 펄라이트는 주로 경량 건축 자재 및 단열재로 사용됩니다. 우리나라에서 생산되는 팽창 펄라이트 제품은 단일이며 다공성 팽창 펄라이트입니다. 진주 바위. 다공성 팽창 펄라이트는 수분 흡수율이 높고 압축 강도가 낮으며 모르타르 유동성이 좋지 않아 사용 중 제품의 품질 저하, 성능 저하, 사용 수명 단축 등의 문제가 발생하는 경우가 많습니다. 펄라이트 산업 발전.
구형 유리 껍질 비다공성 펄라이트 제품은 위에서 언급한 다공성 팽창 펄라이트의 결함을 피합니다. 그러나 현재 이 기술을 마스터한 국가는 미국, 일본, 프랑스 3개국뿐이다. 신양사범대학은 허난성 과학기술위원회의 핵심 연구 프로젝트인 구형 폐쇄기 확장 펄라이트 생산 기술(프로젝트 번호 971140204)을 수행했습니다. 연구진은 3년간 수백 건의 실험 연구를 거쳐 독립적으로 설계하고 제조했습니다. 중국 최초의 자동 온도 조절 기계는 -60 메쉬 펄라이트 광물 분말을 사용하여 구형 폐쇄 셀 팽창 펄라이트, 즉 구형 유리 껍질 팽창 펄라이트를 성공적으로 생산했습니다. 제품 성능은 유사한 제품의 국제 선진 수준에 도달했습니다. 특허를 받았습니다(공개 번호 CN123200A). 유리쉘 팽창 펄라이트와 다공성 팽창 펄라이트 사이의 성능 지표 비교는 표 3-2-20에 나와 있습니다.
표 3-2-20 독립기포형 및 다공성 팽창펄라이트 성능
해외 유사 제품과의 성능 비교는 표 3.2.21과 같다.
구형 유리 쉘 폐쇄 셀 팽창 펄라이트는 경량 단열 및 에너지 절약 분야와 경량 충전재에 적합하며 특히 특정 강도, 수분 흡수 및 모르타르가 요구되는 건축 에너지 절약 분야에 적합합니다. 외벽 단열재, 장식 패널, 복합 단열 패널 등 다양한 경량 건축 패널에 사용됩니다. 또한 음료 가공용 필터 보조제로도 적합합니다.
-60 메쉬 펄라이트 광물 분말을 사용하여 유리 껍질 폐쇄 셀 구형 펄라이트로 확장하는 것은 -60 메쉬 펄라이트 분말 사용을 해결하는 주요 방법입니다. 이런 종류의 확장 제품은 성능이 뛰어나고 시장이 크며 가격이 저렴하기 때문입니다. 예를 들어, 연간 생산량 5,000톤의 구형 유리 폐쇄 셀 확장 펄라이트 공장을 건설하려면 장비 투자가 680,000위안, 생산 비용이 396위안/톤, 공장도 가격이 1,000위안/톤, 연간 이윤과 세금은 300만 위안에 달할 수 있다.
표 3-2-21 본 제품과 외국 유사 제품의 성능 비교
4. 펄라이트 여과조제
팽창 펄라이트의 주요 용도는 경질 건축 자재와 단열재는 확장된 펄라이트 생산량의 약 70%를 차지하고, 필터 보조제가 약 20%를 차지합니다. 펄라이트는 알코올, 음료, 식용유, 글루타민산나트륨, 의약품 및 화학제품 생산 시 필터 보조제로 사용됩니다. 팽창 펄라이트를 미세하게 분쇄(-325 메쉬)하여 펄라이트 여과조제로 분류합니다. 펄라이트 여과 보조제 분말이 축적된 후 압축되지 않은 케이크 모양의 몸체를 형성하여 필터 베드를 형성합니다. 이 필터베드의 80~90%는 공기입니다. 이를 통해 액체가 여과되고 현탁액 중의 매우 미세한 고체 입자가 차단되어 더 높은 여과율과 투명도를 얻을 수 있습니다.
신양 중난 여과조제공장에서 생산하는 펄라이트 여과조제는 주로 MSG 생산에 사용되며 아직 맥주 업계에서는 시장을 개척하지 못했다. 1980년대 이전에는 우리나라에서는 완성된 맥주의 여과에 비교적 낙후된 솜케이크 여과방식을 사용하였다. 1980년대에 우리나라는 규조토 여과 기술을 도입했는데, 이는 우리나라 맥주 산업에서 널리 사용되었습니다. 최근에는 펄라이트 여과 기술이 등장했지만 시장 점유율은 적습니다. 여과는 맥주 생산에서 매우 중요한 역할을 합니다. 맥주 생산 공정은 당화 후 맥아즙 여과, 발효 후 맥주 정화 여과, 포장 전 맥주 정제 여과를 포함한 일련의 고액 분리 공정을 결합합니다. 맥주의 고체 입자를 걸러내는 능력은 기본적으로 여과 보조제 입자와 기공의 상대적 크기와 구조의 모양에만 관련됩니다. 표 3-2-22에는 일반적인 여과 보조제의 특성이 나열되어 있습니다.
표 3-2-22 일반 여과보조제의 특성
여과재를 여과재로 사용할 경우 여과보조제가 지지체 형태에 적용될 수 있도록 지지대를 선택해야 합니다. 필터층, 즉 필터 케이크입니다. 이 지지대 자체가 필터 매체이기도 합니다. 지지대는 주로 여과포, 여과지 및 필터 스크린을 포함합니다. 규조토를 여과보조제로 사용하는 여과공정에서는 여과포를 자주 사용한다. 여과포 선택의 주요 요인은 표 3-2-23과 같다.
여과지는 부직포와 유사한 여과재이다. 여과지의 특징은 여과 중 압력 변화로 인해 필터 케이크 입자가 누출될 위험이 적기 때문에 일부 양조장에서는 여과지를 대형 플레이트 및 프레임 필터의 지지대로 사용합니다. 그러나 판지의 기공은 복잡하고 작으며, 막히기 쉬우며 강도도 떨어지는 단점이 있다. 필터 스크린은 일반적으로 스테인레스 스틸 와이어 또는 황동 와이어로 만들어지며 메쉬 번호로 표시됩니다.
표 3-2-23 여과포 선택의 주요 요소
①아크릴로니트릴과 염화비닐의 고분자. ②S, 단섬유, F, M, 모노필라멘트;
표 3-2-22에서 알 수 있듯이 맥주산업에서 펄라이트 여과조제는 규조토 여과조제를 대체할 수 있다. Puyang Zhongyuan Brewery는 세 가지 유형의 여과 보조제를 사용합니다. 효과 비교는 표 3-2-24를 참조하십시오.
표 3-2-24 3가지 여과보조제의 여과 형태 비교
펄라이트를 여과보조제로 사용한 전체적인 와인 여과 시스템은 규조토와 완전히 동일하지만 펄라이트 여과기는 보조제 규조토 여과 보조제보다 가격이 저렴하고 맥주 1톤당 1.5원을 절약할 수 있습니다.
필터 보조제는 맥주 산업에서 널리 사용됩니다. 양조장에서 펄라이트 여과 보조제를 널리 사용하려면 펄라이트 여과 보조제 원료를 정밀하게 가공하는 것 외에도 사전 코팅, 첨가, 압력 차 등 Shangtianti 펄라이트 여과 보조제 사용에 적합한 작업 절차를 확립해야 합니다. , 지지대 교체와 같은 모든 작업에는 과학적이고 합리적인 작동 매개변수가 있어야 하며, 적절한 지지대를 선택해야 합니다. 펄라이트 필터 보조제는 맥주 산업에서 점차 홍보되고 있습니다.
주요 참고문헌
[1] "비금속 광물 산업 핸드북" 편집 위원회, 비금속 광물 산업 핸드북(제1권, 제2권), 금속 산업 출판부, 1992.
[2] Huang Chengyan 외, 중국 규조토 및 그 응용, Science Press, 1993.
[3] Li Haoming 등, 맥주 산업에 펄라이트 여과 기술의 응용, 허난 과학 기술, 1997년 1호, P.20~22.