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粉煤灰的玻璃微珠是怎么形成的

粉煤灰中的玻璃微珠形成过程是一个涉及多个步骤的复杂物理和化学过程。以下是按照分点表示和归纳的方式,详细描述玻璃微珠的形成过程:

1. 原料燃烧与熔融

燃烧过程:在火电厂等场所,煤炭被粉磨成粉末后,通过设备喷入燃烧锅炉内,在悬浮状态下燃烧。煤中的有机成分和炭等可燃物在此过程中基本燃烧殆尽。

熔融过程:煤中粘土质的硅铝铁钙等不可燃烧的成分,在高温(约1100℃至1400℃)下被熔融,形成莫莱多和石英玻璃的共生体。

2. 气泡形成与固化

气泡形成:在高温熔融过程中,粉煤灰中所含的炭素开始释放并封闭成为炭素气泡。这些气泡会随着玻璃液体温度的降低而逐渐凝固,并固定在粉煤灰玻璃微珠内部。

固化:随着温度进一步降低,玻璃液体逐渐固化,形成具有气泡结构的玻璃微珠。

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3. 气泡膨胀与微珠形成

气泡膨胀:由于固体玻璃的密度比液体玻璃的密度大,将固体玻璃快速冷却会使得气泡在微珠内部膨胀。这是因为冷却过程中,气泡内部的容积减小,而由于气泡被封闭在微珠内部,无法向外膨胀。因此,气泡内部的空气压强会逐渐升高,导致气泡颗粒膨胀。

微珠形成:随着气泡的膨胀,玻璃微珠的形态逐渐形成。这些微珠具有球形或近似球形的结构,表面光滑,粒度范围通常在0.5~100μm之间。

4. 后续处理与应用

后续处理:经过熔融、气泡形成和固化等步骤后,得到的玻璃微珠需要进行干燥、筛选等后续处理,以去除杂质和不合格的颗粒。

应用:处理后的玻璃微珠在建筑材料、工业催化、电气材料、航空航天、防火材料等多个领域具有广泛应用。

归纳

粉煤灰中的玻璃微珠形成过程是一个从原料燃烧、熔融到气泡形成、固化,再到气泡膨胀、微珠形成的过程。这一过程中涉及多个物理和化学变化,最终得到具有特定结构和性能的玻璃微珠产品。这些微珠在多个领域具有广泛的应用前景。