漂珠,亦称空心漂珠,是磨细的粉煤灰在发电厂燃烧时,其中的灰份熔融并在表面张力的作用下团缩成的空心球体。当其排出炉外而受到的骤冷,因粉煤灰富含玻璃体的球状物排入水池后,大颗粒含未燃尽的颗粒和表面破坏吸水后的颗粒,以及比水重的颗粒就会沉入池底,密闭而比水轻的颗粒漂浮在水面上,收集这些颗粒干燥而成漂珠。漂珠在显微镜下为细小的空心球体,内部充满氮气和CO²,其成分和铝粘土很接近。
漂珠的生产与煤种、煤质、燃烧温度、燃烧方式有关。一般的说燃用烟煤的电厂,特别是发热量高、含硫量低的烟煤,粉煤灰中产生的空心微珠就多;燃用无烟煤的电厂其粉煤灰中的空心微珠的含量就少;燃用些褐煤的电厂几乎没有空心微珠。其次与燃烧方式即锅炉的种类有关,如悬浮燃烧的煤粉锅炉有利于空心微珠的形成,其它燃烧方式的锅炉如链条炉、沸腾炉、旋风炉等不易产生空心微珠。粉煤灰是由形状差别大的颗粒组成,各种颗粒都是煤在锅炉内燃烧时,其灰分熔融冷却而成。煤灰系粘土质矿物中的高岭石和伊利水云母,在550℃脱水排气,从单斜晶系相变为非晶质相,膨胀排气使质地变得疏松多孔,从1000℃-1300℃逐渐溶解分解,形成莫来石微晶的海绵状玻璃。
漂珠主要以SiO²、AI²O³为主要成分,其中SiO²占50%~60%,AI²O³约占25%~35%,此外Fe²O³占3%~5%,CaO占115%~4%,Mg0占015%~4%,其它组分有K²O、Na²O等氧化物,其粒径为1μm~300μm,视密度为0.5g/cm³~0.70/cm³,其壁厚为珠径的5%~30%。由于漂珠具有密闭、粒细、质轻、壁薄和活性等性能,与其它几种减轻剂相比,用漂珠配制的低密度水泥浆具超低密度(可配制密度为1.08g/cm³~1.70g/cm³)、强度较高、渗透性较低等特点。
漂珠的物理性能,色泽为银灰色,容重330~360kg/m³,密度0.57g/cm³,粒径20μm~160μm,壁厚2μm~10μm,耐压强度5.9Mpa~7.9Mpa,耐火度1700℃,熔点1300℃~1600℃,比表面积0.36m²/g,热导率(kJ/m•h•℃)在常温下是0.42,500℃下是0.45,1000℃下是0.67。一般讲,漂珠和沉珠从物理性能相比较,漂珠壁较薄、容重小、强度低、耐磨性差、粒度较大。而沉珠壁较厚、容重大、强度高、粒度小、耐磨性好、呈中心珠体、浑圆度好、粒径为0.25μm~150μm,有的在200μm左右。沉珠产品中≤5μm的占3%,<1μm的占20%。漂珠壁厚为直径的6%~20%。化学成分分析表明,漂珠中SiO²和AI²O³的含量达90%以上,比沉珠高;漂珠的Fe²O³、CaO、TiO²含量均比沉珠的低。
漂珠产品特点:
1.流动性好:空心微珠为颗粒直径0.2μm-400μm的中空圆型微球,球型率≥95%,增加被填充物的流动性,使被填充物更宜加工。
2.低密度:空心微珠有一种规格产品密度是0.4g/cm³~0.8g/cm³。与大部分地面矿物材料相比,空心微珠的重量轻30%-85%。
3.高填充率:空心微珠所占填充表面积小。因其球型结构,黏度大大降低。
4.高度强:空心微珠由于其坚硬的外壳,可以承受4000kg/cm³—7000kg/cm³的压缩强度。
5.低缩率:空心微珠是填料领域内少数几种可以达到低收缩率的材料之一。大量填充空心微珠其收缩率。
6.隔热、隔音:中空的特点使空心微珠热传导系数低,可用于绝热、隔音材料。
7.稳定性强:空心微珠可以添加在溶剂,有机化学物质、水、酸或碱类中,而不会改变其化学特点。
8.耐高温:由于空心微珠熔点高达1450℃,可以在1000℃以上的高温状态下保持稳定。
9.电绝缘性:用各种电器开关、仪表板、电子封装材料,提高绝缘性。
10.低成本:空心微珠相对人造的微珠价格低50%—200%。
粉煤灰综合利用的趋势,已从一般呢粗级加工走向精细利用的方向。粉煤灰作为一种人工火山矿物质资源,提高其粉煤灰产品附加值,为其生产经营单位创造更多的效益,是发展方向。干法分选粉煤灰微珠工艺就是为适应这种发展趋势而产生的一种新型使用技术。这种技术与现传统使用的湿法分选技术比较有着十分明显的技术优势,可以省去脱水干燥工序,缩短流程,减少投资及占地面积,减少能源的消耗,而且微珠总量回收率高,能给应用单位带来明显的经济效益。