信陽珍珠岩

珍珠岩是一種酸性火山玻璃熔岩，經破碎、篩分、 預熱燒焙後成為多孔粒狀物料---膨脹珍珠岩。信陽的珍珠岩礦主要分布在信陽市的上天梯和羅山青山鄉馮樓一帶，僅上天梯就儲藏C級以上珍珠岩4422萬噸，占全國已探明總儲量的60%，並且品高質優，膨脹係數最高可達30多倍。

基本介紹

• 中文名：信陽珍珠岩
• 用途：配用不同的膠結劑
• 特點：品高質優，膨脹係數高
• 地位：世界第二，亞洲第一
• 性能：重量輕、導熱係數低等

簡介

用它配用不同的膠結劑，可製成各種開頭和性能的珍珠岩製品，具有重量輕、導熱係數低、吸音性強、不腐蝕、不燃燒、耐酸鹼、無毒無味等性能，為高效能和超輕質的保溫、隔熱、隔音、裝飾材料，廣泛套用於冶金、石油、化工、電力、建築和國防工業，還可用於鑄造、改良土壤、製作洗滌劑、模型填充料、油漆起紋劉等。

礦儲

信陽的珍珠岩礦已探明儲量世界第二，亞洲第一，而珍珠岩品質更是冠絕全球。聯合國工業發展組織到信陽考察的專家到此礦後也讚不絕口地說：“信陽珍珠岩是考察過的70多個國家見到的最好的珍珠岩。”信陽現已經建成專門工業區——上天梯特色工業園。

珍珠岩 Perlite 珍珠岩是一種火山噴發的酸性熔岩，經急劇冷卻而成的玻璃質岩石，因其具有珍珠裂隙結構而得名。珍珠岩礦包括珍珠岩，黑曜岩和松脂岩。三者的區別在於珍珠岩具有因冷凝作用形成的圓弧形裂紋，稱珍珠岩結構，含水量2~6%；松脂岩具有獨特的松脂光澤，含水量6~10%；黑曜岩具有玻璃光澤與貝殼狀斷口，含水量一般小於2%。

我國珍珠岩礦床主要產於我國大陸地殼活動頻繁的中生代。這個代的火山形成了北起黑龍江，南達南海海濱和海南島，長3000公里，寬300~800公里的火山岩帶。此岩帶可進一步劃分為三個亞帶。第一亞帶也叫大興安嶺、燕山亞帶。

這個亞帶中的主要珍珠岩產地有河北的寬城、平泉以及張家口，圍場，沽源；遼寧的凌源、法庫、建平以及錦州、錦西義縣、黑山；山西的靈丘；河南的信陽；內蒙的多倫、太僕寺旗、正蘭旗、中後旗等。第二亞帶名叫東北北部、山東亞帶。這個亞帶中的珍珠岩礦床有吉林九台、黑龍江穆稜等。第三亞帶名叫東南沿海亞帶。這個亞帶中的礦床有浙江寧海松脂岩礦床等。

礦床的工業類型

地質上對珍珠岩的劃分有三種。這三種劃分除對比化學成分上的限制略有不同外，其他各項或是互相類似，或是互相補充的。三種劃分的具體內容見下列三表：

（1）第一種分級：k0指由工廠焙燒爐試驗得到的礦石膨脹倍數、通常為實驗室焙燒試驗倍數k的2倍左右.

上面三種對礦石級別的劃分，主要是按照礦石膨脹性能好壞進行的。實際套用何種品級應根據需要具體決定。

上面三種劃分都把岩石的化學成份同其膨脹倍數聯繫在一起。我們認為珍珠岩的膨脹倍數不一定完全取決於其化學成份.

因為根據我國山西靈丘縣珍珠岩礦的資料，有膨脹倍數k大於10而其Na2O/K2O=1~1.5的珍珠岩存在。

發展

信陽市政府高度重視產業的發展，為上天梯工業園打造了方便的交通路橋，2007年，路橋工程竣工通車，上天梯特色工業園距京珠高速3公里、312國道2公里、107國道16公里、京廣鐵路5公里；6家深加工企業同時建成投產；資源管理走出了新路，得到了副省長張大衛的批示肯定；生態工業園區初具規模，已有16家企業入駐，總投資12億元，各項事業全面發展，社會大局和諧穩定。全區生產總值完成7.88億元，同比增長61.5%；城鎮固定資產投資完成2.2億元，同比增長275%；農民人均純收入達到5270元，同比增長15.5%；城鎮居民人均可支配收入達到13800元，同比增長15%。

規模

2008年，狠抓資源管理不放鬆，繼續構建礦業新秩序。按照“集約化，可持續”的要求，落實計畫開採，完成“一礦一廠”，推進資源就地加工增值。其中信陽市正大新材料有限公司為最大的珍珠岩加工企業，已建成55000平方米。正大新材料全資擁有信陽上棗珍珠岩礦場，擁有中國最大的珍珠岩生產基地，但已經改變了珍珠岩粗加工的模式，擁有玻化微珠生產線2條,膨脹珍珠岩生產線1條，深冷保溫珠光砂生產線1條，助濾劑生產線3條，除渣劑生產線1條，珍珠岩保溫板生產設備多功能彩色液壓制磚機2套，深化珍珠岩產業鏈，成為信陽珍珠岩克服珍珠岩運費劣勢的突破口。

性能

我國建材行業對膨脹珍珠岩的技術要求(JC 209－92)主要涉及產品的堆積密度，質量含水率、粒度和導熱係數，其中最常使用的是堆積密度和導熱係數。研製球形閉孔膨脹珍珠岩的技術目標是為了提高強度和降低吸水率，因此在產品的性能設計上，除了行業標準規定的堆積密度、粒度和導熱係數外，我們還增加了成球率、閉孔率、漂浮率、吸水率和筒壓強度等5個項目，以便全面反映球形產品的技術性能，某些性能，如吸水率和筒壓強度是在國內膨脹珍珠岩技術條件中首次採用的術語，國外同類產品中多數也未涉及或用數據對其進行過說明。

表1中的數據分別為國家建材局保溫與密封材料質檢中心、鄭州大學建築材料測試中心和國家非金屬礦資源利用研究中心對送檢樣品的測試結果。以信陽珍珠岩代表產品正大閉孔珍珠岩為例。

技術性能比較	信陽珍珠岩	傳統珍珠岩
粒度（mm）	0.1-1.5	0.15-3
容重（kg/m3）	100-200	70-250
導熱係數（w/m*k）	0.047-054	0.047-0.54
成球率	70-90%	0
閉孔率	≥95%	0
吸水率（真空抽濾法測定）	50~85%	360~480
筒壓強度（1Mpa壓力的提交損失率）	38%-46%	76~83%
耐火溫度	1280-1360℃	1250-1300℃
使用溫度	800℃以下	750℃以下

以下為信陽珍珠岩各項性能的具體說明

粒度

我院研製的球形閉孔膨脹珍珠岩與國外同類產品均取小於60目尾砂原料加工而成。設計這種粒度的產品，一是為了充分利用尾砂，二是便於電爐膨化和降低能耗。實際上，0.15～1.50 mm粒度的產品均在我們的研究之列。

堆積密度

球形產品的堆積密度普遍高於傳統多孔產品的堆積密度，這是由於顆粒間的空氣間隙減小和顆粒外殼玻化變厚所致。值得注意的是，就真密度而言，在用砂粒度相同的情況下，球形產品反而小於傳統產品。如美國的一種球形產品，其用砂粒度為70～120目，堆積密度0.19 g/cm3，真密度為0.52 g/cm3。而同等粒度的多孔產品，堆積密度為0.1 g/cm3，真密度卻為1.47 g/cm3。這說明，多孔產品堆積密度小的原因主要是顆粒之間和孔隙中的空氣間隙所致，排除這部分空氣體積測試真密度，顯然會比顆粒間隙小、孔隙封閉的球形產品大得多。

導熱係數

導熱係數是反映珍珠岩材料保溫性能的一項關鍵數據。我院研製的球形產品，儘管堆積密度比傳統產品略大，但導熱係數卻在相應標號下的優等品範圍之中。這說明，球形產品的玻化外殼和空心結構對於保持和提高材料自身的保溫能力是非常有效的。

成球率

成球率是材料中基本為球形顆粒的百分數。成球率的大小與顆粒材料的抗碎能力或密度穩定性能密切相關。所謂球形或球狀產品，關鍵在於顆粒的外殼玻化效果，只要顆粒有著連續完整的表面，均可統計為球形顆粒數量。這種球形化的特徵和其在材料中的比例構成了球形閉孔膨脹珍珠岩的突出特性。表2顯示，本產品的成球率比國外同類產品提高了25個百分點(統計方法是一致的)。

閉孔率

閉孔率是材料中封閉孔隙面積占材料總面積的百分數。它是反映球形閉孔膨脹珍珠岩性能的又一項重要數據。該性能與材料的吸水率有著直接的關係，這就是閉孔率越高，吸水率越低。反之，通過吸水率的大小，也能反映出閉孔率的高低。表2中，球形產品與傳統多孔產品吸水率的差別相當懸殊，這正是因為前者顆粒表面產生玻化外殼，孔隙封閉所致。

漂浮率

漂浮率是一定質量的礦砂膨化後經水中漂浮，再乾燥的質量與礦砂質量的百分比，是反映礦砂膨化效果與合格品率的一項性能指標。凡未膨脹、雜質成分或膨脹不好的次品會沉於水底，充分膨脹的合格品均會浮於水面。通過漂浮率測試，可以隨時調整膨化溫度與礦砂含水量，以達到最佳膨化效果。吸水率

吸水率是進入顆粒材料內部的水分質量與材料質量之比的百分數。這是反映球形產品性能優勢的一項重要數據。進一步地說，顆粒材料的吸水率越低，產品性能越好。傳統多孔產品基本為開放孔隙結構，故可在短時間內吸附自身質量4～8倍的水分。在同等測試條件下，本產品的吸水率僅為多孔產品的1/5～1/9。吸水率的測試是將樣品浸水一定的時間並在真空抽濾器中除掉表層水後的計算結果。

筒壓強度

它用一定壓力下顆粒材料的體積損失率或壓縮率表示。測試中使用的壓力為1 MPa，從表2中我們看到，球形產品與傳統多孔產品的壓縮率是十分懸殊的。該項性能與低吸水性能共同構成球形產品的重要特性。

綜上所述，球形閉孔產品的優勢在於低吸水率，較高的抗壓強度和良好的流動性能，其保溫性能居於行業標準的優等品範圍。通過國內外查新和專家評審，我院研製的球形閉孔膨脹珍珠岩在國內實現了首創，產品性能達到了國際同類產品的先進技術水平。

套用

外牆保溫砂漿

試用結果表明，以噴漿和抹灰方法進行外牆保溫試驗，取得了理想的效果。由於球形閉孔產品吸水率低，並具有一定的強度，且灰漿的均質性、流動度好，保溫層經過一冬(－10 ℃)一夏(室外15～45 ℃)的初步考驗，未發現有龜裂、剝離跡象，層面密實，不掉灰，顏色仍保持潔白。內保溫砂漿乾混料的密度小於多孔珍珠岩乾混料，其試件的抗折、抗壓強度均符合JC/T 517－93的技術要求。有關的試驗數據將進一步測試。從先期的試用效果看，球形閉孔膨脹珍珠岩作為外牆內、外保溫砂漿的套用是具有獨特優勢和價值的。

裝飾板

以球形閉孔膨脹珍珠岩為輕骨料，採取通用的膠結料和增強材料製成1200 mm×600 mm，厚8 mm的薄型裝飾板，面密度與愛特麗特板相近。端起一角，板不斷裂，說明了該板的實際抗折能力較強。經初步核算，生產這種裝飾板的成本約為7～9 元/m2。從使用性能和效益角度分析，球形閉孔膨脹珍珠岩用於裝飾板或其它板材的減荷材料有著廣闊的市場發展前景。

GRC隔牆板面層增強材料

該方面的套用試驗已取得圓滿成果。1000 m2隔牆板採用球形閉孔膨脹珍珠岩為面層材料後，板面的外觀質量、密度、強度和硬度性能大大改善，板的斷裂載負荷由以前的1300 N提高至2200 N。今後，隨著GRC牆板的廣泛套用，球形閉孔膨脹珍珠岩的用量也是極為可觀的。

保溫板(磚)

屋面和室內保溫板是膨脹珍珠岩的主要套用領域。生產廠家採用球形閉孔膨脹珍珠岩後，原料的壓縮比由傳統膨脹珍珠岩的2.8∶1減至1.8∶1，板的強度性能仍大大高於傳統產品。水中浸泡12 h後，質量無明顯變化，這說明板的抗水性能是十分顯著的。

出路

信陽上天梯非金屬礦為多種非金屬礦，集珍珠岩、膨潤土、沸石、凝灰岩為一體，儲量達7.3億噸。特別是珍珠岩品位之高，儲量之大，居亞洲首位，還有石墨、天然鹼、玉石、霞石正長岩、含鉀岩石、礦泉水等都具有巨大的優勢。

一是觀念轉變問題，似乎一講到礦產資源就是金屬和能源，而對分布廣泛的非金屬礦產缺乏重視。地質勘查程度低，資金和技術投入少。二是產業結構不合理，缺乏帶動力強的龍頭企業和名牌產品。面對經濟全球化和加入WTO的形勢極不適應。一是多渠道加大勘查投入，尋找新的接替資源，特別要注意加大現有礦區周圍及深部的探礦，為這些礦山企業提供後備資源基地。二是加快礦業經濟結構調整，發展煤變電、煤變氣、煤化工、油化工、鹽化工、鹼化工及金、銀、銅、鋁的深加工。三是利用省外、國外資源。與此同時，特別要重視非金

屬礦產資源的勘查和開發利用。

結束語

珍珠岩以其顯著的性能優勢、高技術含量和無環境污染生產方式引起了建築界和保溫材料行業的普遍關注，其用途將會不斷擴大，市場發展前景廣闊。關於能耗和生產成本，經濟效益分析，將在生產工藝和電膨化爐的續篇中加以闡述。