陶粒是一種在回轉(zhuǎn)窯中經(jīng)發(fā)泡生產(chǎn)的輕骨料。它具有球狀的外形，表面光滑而堅硬，內(nèi)部呈蜂窩狀，有密度小、熱導(dǎo)率低、強度高的特點。在耐火材料行業(yè)中，陶粒主要用于作隔熱耐火材料的骨料。

陶粒自身的堆積密度小于1100kg/m3，一般為300～900kg/m3。以陶粒為骨料制作的混凝土密度為1100～1800kg/m3，相應(yīng)的混凝土抗壓強度為30.5～40.0Mpa。陶粒的特點是外表堅硬，而內(nèi)部有許許多多的微孔。這些微孔賦予陶粒質(zhì)輕的特性。200號粉煤灰陶?；炷恋拿芏葹?600kg/m3左右。目前我國陶粒砂主要用于石油支撐劑，也是目前需求量的陶粒砂品種之一，也叫石油壓裂支撐劑陶粒砂。在陶粒發(fā)明和生產(chǎn)之初，它主要用于建材領(lǐng)域，由于技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對陶粒性能的認識更加深入，陶粒的應(yīng)用早已超過建材這一傳統(tǒng)范圍，不斷擴大它的應(yīng)用新領(lǐng)域。現(xiàn)在陶粒在建材方面的應(yīng)用，已經(jīng)由100%下降到80%，在其他方面的應(yīng)用，已占20%。隨著陶粒新品質(zhì)、新用途的不斷開發(fā)，它在其他方面的比例將會逐漸增大。

頁巖陶粒生產(chǎn)工藝

頁巖陶粒的生產(chǎn)過程一般分為五個階段，生料制備、烘干、預(yù)熱、焙燒以及冷卻。頁巖原礦經(jīng)顎式破碎機破碎，破碎后過篩，選擇3mm~5mm粒徑顆粒作為生料，然后將生料送入電爐預(yù)熱，預(yù)熱完畢立刻送入已經(jīng)處于目標溫度的電陰爐中焙燒，焙燒完畢后，室溫冷卻得到陶粒。

頁巖生料的烘干、預(yù)熱、焙燒、冷卻時間及溫度選擇稱之為陶粒的焙燒制度，研究陶粒焙燒制度是陶粒焙燒研究的主要內(nèi)容。陶粒制備過程中的各因素都會對陶粒的質(zhì)量產(chǎn)生影響。

1、生料的制備：陶粒生產(chǎn)首先必須解決的是原材料加工和制粒工藝，其任務(wù)是將采集的原料，經(jīng)破碎、篩分，配料、混合制成化學(xué)成分符合要求、質(zhì)量均勻的含水物料，然后通過輥壓、成球等方法制成不同粒徑的生料。生料的制備工藝很多，根據(jù)原料品種不同分為干法、塑化法、粉磨成球法和泥漿成球法。

2、烘干及預(yù)熱：可以采用干法工藝，破碎篩分后，不用烘干即可進入預(yù)熱階段，預(yù)熱階段溫度控制在400℃~600℃之間。此預(yù)熱階段中，溫度急劇變化會引起生料炸裂，而導(dǎo)致最終燒制的陶粒各項性能下降；其次是控制生料在焙燒階段產(chǎn)生的氣體量，因為在預(yù)熱生料階段，生料中的有機質(zhì)和碳酸鹽就已開始分解揮發(fā)產(chǎn)生氣體，那么經(jīng)過預(yù)熱后，生料在焙燒階段產(chǎn)生的氣體量就會減少；再次就是為生料表層的軟化做準備。

預(yù)熱階段控制的因素是預(yù)熱溫度和預(yù)熱時間，這兩個因素都會對最終的陶粒質(zhì)量產(chǎn)生影響，若預(yù)熱溫度過高或者預(yù)熱時間過長都會導(dǎo)致生料在預(yù)熱階段就已產(chǎn)生大量氣體，導(dǎo)致生料在焙燒階段因膨脹氣體不足使陶粒膨脹不佳；但是預(yù)熱不足，就會造成高溫焙燒過程中生料的炸裂，所有這些都會影響到陶粒的最終性能。在實際生產(chǎn)中，由于受生料的品種、陶粒最終形狀尺寸、生產(chǎn)窯型等因素影響，預(yù)熱溫度和預(yù)熱時間通過試驗確定。

3、焙燒：焙燒階段是整個陶粒焙燒過程中最關(guān)鍵的一步，它將直接影響到陶粒制品的各項性能，如果控制不當，會造成氣體壓力太大而溢出下班體外殼形成開口氣孔，導(dǎo)致所燒制的陶粒強度低、吸水率高等缺點，如果焙燒溫度未達到焙燒溫度，陶粒制品的膨脹倍數(shù)就會下降，表現(xiàn)密度變大。

4、冷卻：冷卻工藝對陶粒的質(zhì)量也有較大的影響，一般認為較合理的陶粒冷卻制度是：焙燒的陶粒在通過溫度的膨脹帶后，可迅速冷卻到1000℃~700℃；但是從700℃到400℃時，則要求緩慢冷卻，因為迅速降溫，使陶粒內(nèi)部和表面產(chǎn)生強大的溫度收縮應(yīng)力，導(dǎo)致其表面出現(xiàn)網(wǎng)狀的微細裂縫，使陶粒的顆粒強度降低，但在400℃以下又可以快速的冷卻。

燒脹陶粒由于其內(nèi)部具有大量空隙，當水從陶粒層穿過時，就可以大量吸收水中的雜質(zhì)，因些，燒脹陶粒被用來作為一種優(yōu)質(zhì)過濾材料。它在過濾方面的應(yīng)用主要有以下幾個方面。

(1)在污水處理中的應(yīng)用    用目前，我國已大量使用陶粒處理城市污水。全國有幾十家污水處理廠采用陶粒作過濾材料，取得了十分滿意的效果，具有過濾成本低、效率高等優(yōu)點。用陶粒作過濾介質(zhì)用以凈化污水或過濾其他液體的應(yīng)用正日益擴大。

(2)在生活用水過濾中的應(yīng)用    用陶粒生產(chǎn)自來水也是這幾年開發(fā)的新用途。這主要是用燒結(jié)或燒脹陶粒過濾生活用水，陶粒無味，過濾效果好，今后會得到更廣泛的應(yīng)用。

(3)在化工生產(chǎn)過濾工藝中的應(yīng)用于 在化工生產(chǎn)中，有很多產(chǎn)品的生產(chǎn)需要將液體物料或水進行過濾。在這一過濾工藝中，往往需要各種濾質(zhì)。使用陶粒作濾質(zhì)材料具有易清洗、可反復(fù)使用等優(yōu)點，在化工生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。破碎型輕質(zhì)陶砂還可用于濾水工程上代替無煙煤-石英砂雙層濾料。如重慶建筑工程學(xué)院曾研究利用豐富的開口孔隙吸附比表面為0.5-2.5mm的破碎型輕質(zhì)陶砂,用于工業(yè)用水濾水工程,可提高濾水產(chǎn)量1-2倍,該技術(shù)還具有工作周期長、截留雜質(zhì)質(zhì)量高、水頭損失少等一系列特點。他們已在成都、重慶作了工程試點，取得了較好效果，為陶砂開發(fā)利用提供了新途徑。另外，陶粒還可用于石油工業(yè)中的重油脫水等。

(4)在食品及飲料中的應(yīng)用    在食品工業(yè)中，所采用的水都要進行過濾，在過濾過程中，可以使用陶粒作為助濾劑。在飲料工業(yè)中，陶粒的用途更加廣泛，例如白酒、啤酒都需要大量的助濾劑，經(jīng)助濾劑過濾的酒類才會清沏透明。原來的助濾劑主要為硅藻土等，現(xiàn)在許多廠家已改用陶粒作助濾劑。另外，礦泉水、飲料水的生產(chǎn)也都在采用陶粒作濾質(zhì)。所以陶粒在食品及飲料工業(yè)中也將會大顯身手。

(5)在吸音材料方面的應(yīng)用    由于陶粒為多孔結(jié)構(gòu)，特別是膨脹陶粒，孔隙率更高。它的這些孔隙可以有效吸取聲波，因此，陶粒已被用來生產(chǎn)吸音隔音材料。例如用它生產(chǎn)裝飾墻板、吸音吊頂?shù)榷季哂蟹浅M意的效果。陶粒板材，吸音頻率范圍寬（1200-3000Hz），吸音系數(shù)可達70%。