前不久，網絡上有一位朋友咨詢中國(guo)粉體網編輯有關碳酸鈣(gai)的用(yong)途(tu)。據他透露，他們正在研(yan)發(fa)一種可以(yi)替代碳酸鈣(gai)的材料，碳酸鈣(gai)的有些(xie)應用(yong)領域(yu)，這種材料將(jiang)來可能(neng)更適用(yong)。碳酸鈣(gai)性能(neng)好、成本低，從來都是碳酸鈣(gai)替代其它材料，哪(na)有什么材料能(neng)替代它!因(yin)此(ci)，筆者就沒有在意(yi)他說的到底(di)是何種材料。

　　簡單地說，粉(fen)煤(mei)(mei)灰是(shi)燃煤(mei)(mei)火力發電(dian)廠(chang)排出的固體廢棄物，漂(piao)珠是(shi)從粉(fen)煤(mei)(mei)灰中提(ti)取(qu)的一種空心微珠，約占粉(fen)煤(mei)(mei)灰中總量的1%～3%左右。

漂珠具有哪些特別的性質？

　　物(wu)理性質：漂(piao)(piao)珠(zhu)一般(ban)為(wei)空(kong)心(xin)玻(bo)璃(li)(li)微珠(zhu)，球(qiu)壁一般(ban)厚度(du)(du)(du)(du)為(wei)微珠(zhu)直徑(jing)的(de)(de)5%~8%，熔點(dian)大于1300℃，粒徑(jing)約(yue)1~250μm，電阻率(lv)隨溫度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)升高而增加，電阻率(lv)較高和阻熱效(xiao)應好(hao)，熱傳導(dao)系數為(wei)0.1~0.2W/(M•K)，親水，多呈灰(hui)白(bai)色，含(han)少(shao)量深(shen)色顆粒物(wu)質，其(qi)堆積密(mi)度(du)(du)(du)(du)為(wei)0.3g/cm3左右，表面有珍珠(zhu)或玻(bo)璃(li)(li)光澤，半透明(ming)。 Fe2O3等雜質影響漂(piao)(piao)珠(zhu)的(de)(de)白(bai)度(du)(du)(du)(du)，含(han)雜量越(yue)高，顏(yan)色越(yue)深(shen)，最(zui)好(hao)的(de)(de)漂(piao)(piao)珠(zhu)為(wei)銀白(bai)色。

　　漂珠可(ke)以承(cheng)受大于(yu)300℃的溫度，與(yu)一般電(dian)絕緣性良好(hao)的材料不同，漂珠擁(yong)有在高溫條(tiao)件下(xia)溫度與(yu)絕緣電(dian)阻成反比的特(te)性，非常罕見。

　　化學性質：漂珠主(zhu)要由SiO2、Al2O3和Fe2O3組成(cheng)(cheng)，此外(wai)還含有(you)微(wei)量的MgO、CaO及K2O等(deng)，在(zai)其主(zhu)要礦物組成(cheng)(cheng)結(jie)晶(jing)相(xiang)和玻璃相(xiang)中，硅酸鹽玻璃相(xiang)含80%~85%，結(jie)晶(jing)成(cheng)(cheng)分為石英和莫來(lai)石。

　　漂珠在10%的(de)鹽酸(suan)、硫酸(suan)、硝酸(suan)、氫氧(yang)化鉀等強(qiang)酸(suan)堿溶液中(zhong)反應24h的(de)質量損(sun)失為1.07%～2.15%，在1%的(de)氫氟(fu)酸(suan)中(zhong)損(sun)失11.58%，因此漂珠對一般強(qiang)酸(suan)強(qiang)堿均有很強(qiang)的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)，因而可(ke)用(yong)于耐(nai)酸(suan)堿(氫氟(fu)酸(suan)除外)要求較高(gao)的(de)特殊工(gong)程中(zhong)。

漂珠可以用在哪些領域？

　　(1)隔熱材料

　　漂珠具有中空的特性，熱(re)導率較小且有很好的絕緣效果，將其壓制成隔熱(re)磚用作(zuo)爐襯，隔熱(re)性能優于硅酸鋁纖維，環保節(jie)能。

　　漂珠也可以應用在鑄造行業中，作(zuo)為盛(sheng)貯鋼水(shui)的保溫(wen)(wen)帽(mao)。據中國粉體(ti)網(wang)編輯的了(le)解，我國在1984年首次成(cheng)功研制出(chu)(chu)漂珠保溫(wen)(wen)帽(mao)，加(jia)入漂珠后的保溫(wen)(wen)帽(mao)在抗壓強(qiang)度(du)和耐火度(du)方面都有顯著(zhu)的提高(gao)，且(qie)導熱系數和恒溫(wen)(wen)線變(bian)化(hua)比率(lv)很小，這(zhe)一發現提高(gao)了(le)鋼件出(chu)(chu)品(pin)率(lv)也節約(yue)了(le)鋼水(shui)成(cheng)本。

　　另外，將漂珠作為原料，還可以制作成保溫涂料。隔熱(re)效(xiao)果優良，在低溫、常溫和高溫環境下都適用(yong)。現已應用(yong)于電力(li)、化工(gong)和化學等諸多部門中，并批(pi)量生產(chan)。

　　(2)耐火材料

　　據悉，漂(piao)珠耐火(huo)涂(tu)(tu)料(liao)在(zai)二(er)十(shi)世紀八十(shi)年代初期由(you)我國(guo)研(yan)制(zhi)出來，用其制(zhi)成的(de)耐火(huo)涂(tu)(tu)料(liao)導(dao)熱系數很低且絕(jue)緣性(xing)較好，具有較高的(de)耐火(huo)度。將其在(zai)相同(tong)溫(wen)(wen)(wen)度與(yu)普通無(wu)(wu)機(ji)耐火(huo)涂(tu)(tu)料(liao)相比，溫(wen)(wen)(wen)差高達20℃~50℃。漂(piao)珠在(zai)高溫(wen)(wen)(wen)下具有不(bu)燃(ran)(ran)、不(bu)變(bian)形及無(wu)(wu)煙(yan)等(deng)特點，屬于高級(ji)耐火(huo)阻(zu)燃(ran)(ran)無(wu)(wu)機(ji)非金屬材料(liao)，是防火(huo)阻(zu)燃(ran)(ran)涂(tu)(tu)料(liao)生產的(de)良(liang)好的(de)填料(liao)。

　　1986年，我(wo)國(guo)研制(zhi)出漂(piao)珠耐(nai)火(huo)絕(jue)(jue)熱板，主要應用于(yu)鋼鐵(tie)行業。漂(piao)珠絕(jue)(jue)熱板耐(nai)鋼液腐蝕、具有較好的保溫(wen)效果、無(wu)毒無(wu)害(hai)。生產出來的鋼制(zhi)品成(cheng)坯率較高，且(qie)表面光滑，縮(suo)孔小(xiao)。

　　(3)填料

　　漂(piao)珠(zhu)可(ke)(ke)以(yi)作(zuo)為補(bu)強劑加(jia)入(ru)到橡膠(jiao)(jiao)中，改善(shan)天然(ran)橡膠(jiao)(jiao)和(he)合成(cheng)(cheng)橡膠(jiao)(jiao)力學性能差和(he)強度較(jiao)低(di)的(de)缺點。且漂(piao)珠(zhu)的(de)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)較(jiao)低(di)，它的(de)應用會帶(dai)來較(jiao)好的(de)經濟效果(guo)。研究(jiu)表明：在天然(ran)橡膠(jiao)(jiao)中可(ke)(ke)以(yi)用漂(piao)珠(zhu)代替炭黑作(zuo)為補(bu)強劑，而在合成(cheng)(cheng)橡膠(jiao)(jiao)中可(ke)(ke)以(yi)同時添(tian)加(jia)炭黑和(he)漂(piao)珠(zhu)，減(jian)少炭黑的(de)添(tian)加(jia)量，降(jiang)低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)。

　　漂珠(zhu)還可以作為塑(su)料(liao)填充(chong)材(cai)料(liao)，加(jia)入漂珠(zhu)后的塑(su)料(liao)在絕(jue)緣性、強(qiang)度(du)和穩定性方(fang)面均有提高，同時又降(jiang)低了基(ji)體(ti)密度(du)，性能很優(you)異(yi)。

　　漂珠(zhu)的(de)(de)吸水(shui)率較低(di)，約為(wei)5%，水(shui)滴在(zai)漂珠(zhu)上呈露珠(zhu)狀，說(shuo)明漂珠(zhu)具有良好的(de)(de)防(fang)水(shui)性(xing)能，可作為(wei)防(fang)水(shui)涂料(liao)的(de)(de)填料(liao)。

　　(4)其它

　　用粉煤(mei)灰漂珠或改性(xing)漂珠作填(tian)料(liao)，已研(yan)制出具有(you)低熱傳導(dao)系數、高反射(she)率、高耐磨、高阻燃以及高耐候性(xing)能(neng)的干粉反射(she)隔熱保溫涂(tu)料(liao)，耐候性(xing)強、耐火性(xing)能(neng)好(hao)且具有(you)防腐(fu)、以及耐酸堿(jian)能(neng)力，在涂(tu)層很(hen)薄時，依(yi)然具有(you)很(hen)好(hao)的抗雷擊性(xing)能(neng)的抗雷擊導(dao)電涂(tu)料(liao)。

漂珠也需要表面改性？

　　根(gen)據應(ying)用(yong)要求，需要有目(mu)的(de)性地改變漂珠的(de)表面物(wu)理(li)性質或賦予其新(xin)的(de)功(gong)能，以滿(man)足(zu)現代新(xin)材料，新(xin)工藝(yi)和(he)新(xin)技術發展的(de)需要。漂珠的(de)表面改性大多采用(yong)在溶(rong)液中發生化學反應(ying)的(de)方法。其中應(ying)用(yong)較多且效果理(li)想的(de)有非(fei)均相沉淀法、溶(rong)膠-凝膠法、化學浸漬法和(he)化學鍍法。

　　(1)非均相沉淀法(fa)：是將(jiang)漂(piao)(piao)珠置于蒸(zheng)餾水(shui)中，以硫(liu)酸鈦為(wei)鈦源，利用(yong)其(qi)水(shui)解(jie)作用(yong)，使其(qi)在事(shi)先預熱(re)的蒸(zheng)餾水(shui)中發(fa)生水(shui)解(jie)，加入適量的表面活(huo)性劑，并用(yong)酸堿調(diao)和劑調(diao)節pH值，反應一段(duan)時間(jian)后將(jiang)漂(piao)(piao)珠進行水(shui)洗，水(shui)洗7遍以后，利用(yong)熱(re)處理(li)爐在500℃~800℃煅燒2h，即可在漂(piao)(piao)珠表面包覆一層TiO2薄膜。

　　(2)溶膠—凝膠法：是將酞(tai)酸丁(ding)酯(zhi)(zhi)作為(wei)鈦(tai)源，以(yi)乙(yi)醇(chun)作為(wei)溶劑(ji)，濃硝酸作為(wei)酸度(du)調和劑(ji)，反(fan)應物酞(tai)酸丁(ding)酯(zhi)(zhi)、乙(yi)醇(chun)、H2O、HNO3、以(yi)一定的比例進行(xing)配比。將漂珠加(jia)入酞(tai)酸丁(ding)酯(zhi)(zhi)溶液中(zhong)水(shui)解，再攪拌15min。將漂浮(fu)在液面(mian)上的漂珠收集起來，在烘干箱中(zhong)70℃烘干。然后在熱處理反(fan)應爐煅(duan)燒3h，溫度(du)控制在600℃，而后冷卻至室溫，再用同樣(yang)方法再煅(duan)燒一次，即可得到TiO2薄膜。

　　(3)化學浸(jin)漬法：是(shi)將預(yu)熱過(guo)的漂珠置于Fe(CO)5溶(rong)液中，發生(sheng)反(fan)應生(sheng)成Fe和FeO，再經過(guo)熱處(chu)理(li)后Fe生(sheng)成Fe2O3。

　　(4)化(hua)學(xue)鍍(du)：是在化(hua)學(xue)溶液中滴加還(huan)(huan)原劑，金(jin)屬離(li)子在還(huan)(huan)原劑的(de)作用下，自(zi)催(cui)(cui)化(hua)還(huan)(huan)原，脫離(li)金(jin)屬表(biao)面并(bing)沉積在目標基體表(biao)面的(de)過(guo)程。有時也被叫(jiao)做(zuo)無電解鍍(du)或者(zhe)自(zi)催(cui)(cui)化(hua)鍍(du)。主要利用氧化(hua)還(huan)(huan)原反應在漂珠表(biao)面鍍(du)銅。

小結

　　漂珠由部分煤渣(zha)形成(cheng)，獲取極(ji)其方便且價格低廉，將其回(hui)收并研究其新的用途，變廢為寶，有(you)較高的經(jing)濟效益及環境效益。

參考資料：

　　梁巖(yan)：漂珠(zhu)(zhu)的表面改性(xing)及(ji)漂珠(zhu)(zhu)復合涂層制備(bei)

　　辛銀(yin)花：漂珠(zhu)在涂料行(xing)業中(zhong)的應用

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