珍珠巖礦物包括珍珠巖，黑曜石和松節油。
珍珠巖是壹種玻璃質巖石，由火山噴發的酸性熔融漿迅速冷卻而成。其成分相當於流紋巖，因其珍珠狀裂隙結構而得名。珍珠巖含有2% ~ 6%的水。
松脂巖也是壹種酸性玻璃質火山巖，具有獨特的松香光澤，其含水量比珍珠巖高6% ~ 10%。
黑曜石是壹種玻璃質火山巖，成分相當於花崗巖，含水量不到2%。
珍珠巖、松節油、黑曜石都具有在瞬間高溫(約1200℃)下體積可膨脹數倍至30倍以上的特性，是制作優質輕質建築材料和保溫隔熱材料的重要礦物原料。
珍珠巖礦石類型見表3-2-1。
表3-2-1珍珠巖礦石類型
珍珠巖礦石品位分類見表3-2-2。
表3-2-2珍珠巖礦石類型和品位分類
二、膨脹珍珠巖的主要用途
珍珠巖的使用主要是指膨脹珍珠巖的主要使用。膨脹珍珠巖具有容重輕、導熱系數低、耐火性強、隔音性能好、孔隙細小、化學性質穩定、無毒無味等優良的理化性能。，使其廣泛應用於各工業部門，尤其是重要的輕質建築材料和隔熱原料。膨脹珍珠巖的主要用途見表3-2-3。
表3-2-3膨脹珍珠巖的主要用途
表3-2-4和3-2-5列出了日本和美國膨脹珍珠巖的消費結構。
表3-2-4日本膨脹珍珠巖的消費構成
表3-2-5美國膨脹珍珠巖的消費構成和消費量
三、珍珠巖的質量標準
作為生產膨脹珍珠巖的原料，其質量評價主要取決於其高溫膨脹倍數和產品體積密度。壹般要求膨脹倍數大於7 ~ 10(黑曜石> 3就夠了)。實驗室得到的膨脹倍數和工業生產的膨脹倍數按下式換算:
K0=5.2(K-0.8)
其中K0——為工業生產的膨脹倍數；K——實驗室簡單烘烤的膨脹率。
松散密度(堆積密度)≤80～250kg/m3。
另外，要求SiO2含量達到70%，H2O為4% ~ 6%，Fe2O3+FeO < 1%為優質。礦石是全玻璃的，沒有或僅有輕微的失透，也沒有斑晶。
表3-2-6和表3-2-7列出了珍珠巖的質量要求。
珍珠巖礦砂應進行破碎和篩分，以獲得適合爐膨脹的珍珠巖礦砂。壹般情況下，破碎篩分流程如圖3-2-1所示。美國諾亞瓜珍珠巖選礦工藝流程見圖3-2-2。
表3-2-6實驗室簡單烘烤膨脹系數K與工業生產膨脹系數K0的比較
表3-2-7珍珠巖質量分級標準
圖3-2-1破碎和篩分原理工藝流程圖
圖3-2-2美國諾阿瓜珍珠巖選礦工藝流程圖
壹級珍珠巖礦可用於工業，三級珍珠巖礦不能。膨脹珍珠巖用礦砂標準按國家建築材料工業局標準執行，見表3-2-8。
表3-2-8膨脹珍珠巖用礦石技術要求(ZBQ25002-88)
表3-2-9給出了河南省的地方標準。
表3-2-9膨脹珍珠巖用礦石技術指標要求(DB/410000D63001-86)
四、膨脹珍珠巖的生產工藝
膨脹珍珠巖的生產工藝包括破碎、預熱和焙燒三個過程。主要工藝流程見圖3-2-3，主要生產流程見表3-2-10。
圖3-2-3膨脹珍珠巖生產原理及工藝流程
表3-2-10膨脹珍珠巖主要生產工藝
預熱熱源材料通常是煤或來自其他熱操作的廢熱。
焙燒熱源包括煤、氣、油和電。
動詞 （verb的縮寫）上天梯珍珠巖礦的開發利用
信陽珍珠巖礦是我國珍珠巖資源的重點礦床，探明儲量占全國珍珠巖探明儲量的75%。其開發利用水平是我國同類資源利用水平的壹個縮影。
1.上天梯珍珠巖的理化性質
上天梯珍珠巖較純，含少量長石和應時斑晶，少量磁鐵礦和黑雲母。劉沖珍珠巖白中帶綠，俗稱綠礦，石咀珍珠巖白中帶紅，俗稱白礦。化學成分見表3-2-11。
表3-2-11天臺珍珠巖樣品化學成分
我國部分珍珠巖礦石的化學成分見表3-2-12。
不同粒徑珍珠巖粉的化學成分見表3.2-13。
對比表3-2-11和表3-2-13可以看出，石咀或劉沖珍珠巖粉礦和原礦的化學成分沒有明顯變化，各粒度的化學成分均達到壹級要求，說明不需要進行分級提純。
2.梯子上膨脹珍珠巖的質量
焙燒時，珍珠巖砂因突然受熱而軟化，玻璃中的結合水汽化產生巨大壓力，體積迅速膨脹，形成多孔的空腔結構的膨脹珍珠巖。珍珠巖膨脹的基本條件是玻璃態，珍珠巖膨脹的內因是水受熱蒸發。玻璃體中的水量通常表示為燒失量。預熱是為了控制最佳水量(有效水量)。水量過大，礦石會爆成粉末，水量不足，膨脹不足。通過控制預熱時間、溫度、焙燒時間、溫度和礦石粒度來控制膨脹珍珠巖的質量。
表3-2-12中國部分產地珍珠巖、紅柱石和黑曜石的化學成分
表3-2-13天臺珍珠巖粉礦不同粒級的化學成分
在燃煤氣立窯(中南助濾劑廠)擴產時，擴產條件為:預熱溫度450℃，預熱時間12分鐘，焙燒溫度1100℃，焙燒時間3 ~ 5s。膨脹結果:容重(kg/m3)由膨脹前的1030變為膨脹後的60.1，膨脹倍數(K0)為17.14。
擴容前後的粒度組成和粒度容量見表3-2-14。
表3-2-14擴產前後粒度組成和粒度容量的測定
從表3-2-14可以看出，膨化產品的粗粒度明顯增大，+60目由膨化前的12.88%增加到67.17%；粒度越粗，堆積密度越小。
膨脹珍珠巖導熱系數測定結果見表3-2-15。
表3-2-15天臺珍珠巖粉礦導熱系數測試報告
檢測單位:國家建材局保溫密封材料質量監督檢驗中心。
根據國家標準GB5211.15-88(相當於國際標準ISO787/5-1980)測定了膨脹珍珠巖對精制亞麻油的吸油量，以質量/質量百分比表示，結果表明0 ~ 280μ m的膨脹珍珠巖吸油量為248%；1 ~ 150μ m膨脹珍珠巖的吸油量為210%。
建材行業對膨脹珍珠巖的質量要求見表3-2-16。
表3-2-16建築材料行業標準膨脹珍珠巖(JC/T209-92)
根據表3-2-16，上天梯膨脹珍珠巖的技術性能已達到70級，但粒度組成較細，粒度下限< < 0.15mm占12.12%，已超過合格品的最大允許值(6%)。膨化焙燒結束時，單獨收集粒度< < 0.15mm的產品，可以解決粒度細的問題。
3.-60目珍珠巖粉礦的利用
信陽上天梯珍珠巖砂加工流程見圖3-2-4。
圖3-2-4信陽上天梯非金屬礦珍珠巖加工過程
珍珠巖礦價格40元/t，礦石80元/t，膨脹珍珠巖26元/m3。在礦石加工過程中，-60目粉礦作為尾礦廢棄，產率為40%，即每加工1t珍珠巖礦石將廢棄-60目粉礦400kg，每年流失的-60目尾礦達到18 ~ 20萬t..這不僅造成資源的極大浪費，而且造成環境汙染。這個問題壹直困擾著礦山企業。因此，國家科委、河南省科委組織非金屬礦產資源綜合利用國家工程技術研究中心等單位，開展了上天梯多種非金屬礦產綜合開發利用重點研究(項目編號分別為960441034、971140201)。其中，利用-60目珍珠巖粉礦取得了以下成果。
(1)作為塑料和橡膠產品中的功能填料。
將-60目的珍珠巖粉礦直接送入懸浮輥磨機或高速沖擊磨機進行細磨，或送入氣流磨機進行超細磨。所得珍珠巖微粉(細磨100% < 40μ m，超細磨100% < 20μ m)經矽烷、鈦酸酯、脂肪酸等表面改性劑改性後，可用作塑料、橡膠制品。
在橡膠板的制造過程中，用珍珠巖微粉代替原配方中的PNT增強劑，所得產品的物理機械性能見表3-2-17。
表3-2-17產品物理機械性能測量結果
在生產膠管的過程中，用珍珠巖微粉代替原配方中的矽鋁炭黑。產品的物理機械性能見表3-2-18。
表3-2-18產品物理機械性能測量結果
在電纜生產過程中，用珍珠巖微粉代替原配方中的活性煆燒高嶺土，產品的物理機械性能見表3-2-19。
表3-2-19產品物理機械性能測試結果
用表面改性珍珠巖微粉代替PNT、矽鋁炭黑和活性煆燒高嶺土作為橡膠制品和電纜的填料，不僅符合相關國家標準的要求，而且具有明顯的價格優勢。
(2)珍珠巖拋光粉
目前使用最多的珍珠巖拋光粉是100#珍珠巖拋光粉。如安陽玻殼廠年消耗約300噸，其質量要求如下:①粒度+150μ m = 0，-44 μm < 15%；②比重2.2 ~ 2.4；③硬度(莫氏硬度)5.5 ~ 6。
通過幹法篩分，從-60目珍珠巖尾礦粉中分離出的珍珠巖拋光粉產率只有30%，粉塵大。通過濕法操作、棒磨、分級、脫泥、細篩、磨機形成閉路，可得到合格的珍珠巖拋光粉，收率可達70%。拋光粉粒度的篩分結果為:+150μ m = 0，-44μ m = 8.54，-150μ m ~+44pm = 91.46。比重為2.27克/立方厘米。
(3)作為普通印刷紙的填料
代替滑石粉作為普通印刷紙的填料，除了以滑石粉為填料的紙張外，其他各項指標均高於以滑石粉為填料的紙張。
(4)球形玻殼膨脹珍珠巖
膨脹珍珠巖主要用作輕質建築材料和保溫材料。我國生產的膨脹珍珠巖單壹，只有多孔膨脹珍珠巖。多孔膨脹珍珠巖吸水率大，抗壓強度低，砂漿流動性差，在使用過程中經常出現質量性能下降、使用壽命短等問題。多孔膨脹珍珠巖制品的這些缺點嚴重制約了珍珠巖工業的發展。
球形玻殼無孔珍珠巖制品避免了多孔膨脹珍珠巖的上述缺陷。然而，目前只有美國、日本和法國掌握了這項技術。信陽師範學院承擔了河南省科委重點項目——球形閉孔膨脹珍珠巖生產技術(項目編號971140204)。課題組經過三年、上百次實驗，設計制造了國內第壹臺自動控溫的電膨脹爐，成功生產出-60目珍珠巖粉的球形閉孔膨脹珍珠巖，即球形玻殼膨脹珍珠巖。產品性能達到了同類產品的國際先進水平。玻殼膨脹珍珠巖與多孔膨脹珍珠巖性能指標對比見表3-2-20。
表3-2-20閉孔和多孔膨脹珍珠巖的性能
與國外同類產品的性能對比見表3.2.21。
球形玻殼閉孔膨脹珍珠巖適用於輕質保溫節能領域和輕質填料，特別適用於要求壹定強度、吸水率和砂漿流動性或用於液體體系的建築節能領域，如外墻保溫材料、裝飾板、復合保溫板等輕質建築板材；它也適合作為加工飲料的助濾劑。
解決-60目珍珠巖粉應用的主要途徑是將其膨脹成玻璃殼閉孔球形珍珠巖。因為這種膨化產品性能優良，市場大，成本低。如果建壹個年產5000t的閉孔膨脹珍珠巖廠，設備投資需要68萬元，生產成本396元/t，出廠價1萬元/t，年利稅可達300萬元。
表3-2-21該產品與國外同類產品性能對比
4.珍珠巖助濾劑
膨脹珍珠巖主要用作輕質建築材料和保溫材料，約占膨脹珍珠巖產量的70%，其次是助濾劑，約占20%。珍珠巖作為助濾劑適用於酒精、飲料、食用油、味精、醫藥和化工的生產。膨脹珍珠巖細粉碎(-325目)分級後，產品成為珍珠巖助濾劑。珍珠巖助濾劑粉末堆積後，形成未壓縮的濾餅，即形成濾床。這個濾床80% ~ 90%是空氣。液體通過它過濾，懸浮液中極細的固體顆粒被截留，從而達到更高的過濾速度和清晰度。
信陽中南助濾劑廠生產的珍珠巖助濾劑主要用於味精生產，但在啤酒行業尚未打開市場。20世紀80年代以前，我國啤酒產品的過濾壹直采用落後的棉餅過濾法。20世紀80年代，中國引進了矽藻土過濾技術，並被中國啤酒行業廣泛采用。近年來珍珠巖過濾技術再次出現，但市場份額較小。過濾在啤酒生產中起著極其重要的作用。啤酒生產過程中結合了壹系列固液分離過程，包括糖化後的麥汁過濾、發酵後的啤酒澄清過濾和包裝前的啤酒精濾。過濾啤酒中固體顆粒的能力基本上只與助濾劑顆粒和孔隙的相對大小以及結構的形狀有關。表3-2-22列出了常用助濾劑的特性。
表3-2-22常用助濾劑的特性
當助濾劑用作過濾介質時，必須選擇載體，使得助濾劑可以塗覆在載體上形成過濾層，即濾餅。這種載體本身也是壹種過濾介質。支架主要包括濾布、濾紙和濾網。在以矽藻土為助濾劑的過濾過程中，經常使用濾布，選擇濾布的主要因素見表3-2-23。濾紙是壹種類似無紡布的過濾器。濾紙的特點是:過濾時由於壓力的變化，濾餅顆粒泄漏的風險較小，所以有些啤酒廠在大型板框過濾機中使用濾紙作為支撐。但也有壹些缺點，如孔隙復雜細小，易堵塞，強度差。濾網壹般用不銹鋼絲或黃銅絲制成，用目數表示。
表3-2-23濾布選擇的主要因素
(1)丙烯腈和氯乙烯* * *聚合物。②S，短纖維；f，復絲；m，單絲。
從表3-2-22可以看出，珍珠巖助濾劑在啤酒行業可以替代矽藻土助濾劑。濮陽中原酒廠使用三種助濾劑。效果對比見表3-2-24。
表3-2-24助濾劑三種過濾形式的比較
以珍珠巖為助濾劑的整酒過濾系統與矽藻土壹模壹樣，但珍珠巖助濾劑價格比矽藻土助濾劑低，每噸啤酒可節約成本1.5元。
助濾劑在啤酒工業中大量使用。為了使珍珠巖助濾劑在啤酒廠得到廣泛應用，除了對珍珠巖助濾劑原料進行精細加工外，還需要建立壹套適合天臺珍珠巖助濾劑使用的操作規程。從預塗、添加、壓差到支架更換，每壹項操作都要有科學合理的操作參數，也要選擇合適的支架。珍珠巖助濾劑在啤酒行業逐漸推廣。
主要參考文獻
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[2]黃，，中國矽藻土及其應用，科學出版社，1993。
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