一种高利用率的粉煤灰空心玻璃微珠增白方法技术领域
本发明涉及一种粉煤灰空心玻璃微珠的增白方法，尤其涉及一种高利用率的粉煤
灰空心玻璃微珠增白方法。
背景技术
空心玻璃微珠是以二氧化硅为主，粒径范围在0.2~200um的中空玻璃小球。特殊的
结构决定其是一种耐高温，耐磨，保温，轻质的多功能材料。
现有的空心玻璃微珠有两种工艺获得，分别为：高纯二氧化硅提炼法和粉煤灰提
纯法。由于前者由二氧化硅原料经熔融煅烧而成，所以其优点为纯度高，白度高。缺点为成
本高，能耗需求量大，对环境有一定的污染。后者的来源为电厂或钢厂的煤灰，所以其优点
为来源广泛，成本低廉，且回收的煤灰可以大幅减少对空气的危害。但其缺点为煤灰和碎珠
含量多，微珠生成的过程不受人为因素的控制，掺杂有致色离子，导致其白度差，在应用过
程中对体系有一定的影响。
现有的增白方法，如色浆处理或玻璃微珠包铝等方法虽然可以使白度得到一定提
高，但是由于其采用有机处理，所以其耐候性差，亮度下降明显，严重改变了微珠的表面特
性。并且其中所含煤灰也是一种优秀的建筑材料填料，这些方法并没有提及回收分离的步
骤，在实际生产中会造成成本的增加和材料的浪费。所以以上的方法在实际生产中效率较
低，对环境污染也很大。
发明内容
本发明在于解决粉煤灰空心玻璃微珠增白和杂质煤灰回收难的问题，提供一种高
效稳定且成本较低的空心玻璃微珠增白方法。
本发明的目的通过以下技术方案得以实现：
一种高利用率的粉煤灰空心玻璃微珠增白方法分为两步来实现。第一步为空心微珠活
化和煤灰杂质回收的过程。第二步为回收的空心玻璃微珠水解包覆二氧化钛增白的过程。
上述过程具体的包括以下工艺步骤：
1）取一定量的含空心玻璃微珠的粉煤灰与水按照一定比例混合，搅拌成浆，用氢氧化
钠调节体系PH为8~9，加入一定量的分散剂，搅拌，沉淀。由于空心玻璃微珠有漂浮性，煤灰
具有沉淀性，所以二者会产生分层。将含煤灰的浆液抽出，用可固液分离的抽滤装置进行抽
滤，将煤灰回收，回收的水用于下一步漂洗循环利用；
2）将剩余微珠加入上步回收水，搅拌，沉淀，重复上步分离回收过程。该过程重复几次，
直至回收水变清为止；
3）将回收的微珠与水按一定比例混合，搅拌成浆，加入复配的表面活性剂，加入的体积
比例为1‰，搅拌，沉淀，将体系下部的水抽出，用可固液分离的抽滤装置进行抽滤，将煤灰
回收，回收的水用于下一步漂洗循环利用；
4）将剩余微珠加入上步抽滤回收的水，搅拌，沉淀，重复上步分离回收过程；
5）将分离出的微珠与水按照一定的固液比投入五口烧瓶中。将五口烧瓶置于恒温水浴
锅中，调节体系温度至700C~900C（优选700C ~800C）；
6）用稀盐酸调节体系PH值为钛盐水解的pH，以活塞式计量泵加入一定量可发生水解反
应的水解钛盐水溶液，用碱液溶液维持PH值稳定，当加料完毕后，恒温搅拌30分钟；
7）将包覆完毕的微珠用真空抽滤器抽干，在进行烘干，煅烧。即得增白的空心微珠；
8）将以上各步回收的煤灰烘干，用于其他产品。
本发明有以下优点：
1：本发明方法用无机包覆的方法增白，表面与空心玻璃微珠的表面性能接近，所以在
应用时无需特殊处理；
2：本发明所用水均可回收，循环利用，避免了水的浪费；
3：本发明过程和使用设备简单，可以实现放大的连续化生产，效率较高；
4：本发明可以将煤灰回收。降低了成本，减少了污染；
5：本发明对空心玻璃微珠白度增加明显，粒度分布范围更加优化，这是其他方法无法
达到的。
具体实施方式：
实施例1
取山西神华电厂粉煤灰空心玻璃微珠200g。该微珠在实验前白度为35度，经粒度仪检
测其粒径分布范围为D10为5um，D90为44.5um。
将其放入烧杯中。加入1L水，用弱碱调PH为8.5，加入六偏磷酸钠0.5g，搅拌成浆。
静置2分钟，直至微珠与杂质产生明显的分层，用带固液分离装置的真空抽滤设备
将下层杂质抽出，保留上层空心玻璃微珠。
将分离出来的液体倒回烧杯，继续搅拌，用带固液分离装置的真空抽滤设备将下
层杂质继续抽出。
重复上述步骤直至下层液体变清。
将抽滤装置中获得煤灰回收烘干。将回收的水单独存放，以备下次继续使用，做到
循环利用。
将烧杯中剩余的微珠加入2L水，加入复配的表面活性剂2ml。搅拌成浆。
静置2分钟，直至空心微珠与杂质产生明显的分层，用带固液分离装置的真空抽滤
设备将下层杂质抽出，保留上层微珠。
将分离出来的液体倒回烧杯，继续搅拌，用带固液分离装置的真空抽滤设备将下
层杂质继续抽出，重复上诉操作2次。
将抽滤装置中获得煤灰回收烘干。将回收的水单独存放，以备下次继续使用，做到
循环利用。
装有空心微珠的烧杯中加1L水。把该悬浊液倒入带有搅拌装置的五口烧瓶中，将
烧瓶置于恒温水浴锅中。温度设定为700C ~800C。恒速搅拌。
用弱酸溶液调节体系PH值至Ti4+水解PH值，以活塞式计量泵加入TiCl4水溶液（浓
度为225g/l）100ml，用20%的氨水溶液维持PH值稳定，当加料完毕后，恒温搅拌30分钟.
将烧瓶中的空心微珠取出，抽干。
用烘箱将包覆完成的微珠烘干。将烘干的微珠装入坩埚，放入马弗炉中。温度设定
为5500C。保温20分钟。
保温完成后关闭马弗炉。取出样品。
经检测，包覆完成的样品白度为59度，粒度分布为D10为10.4um，D90为47.5um。
实施例2
取山西大唐第二电厂粉煤灰空心玻璃微珠200g。该微珠在实验前白度为32度，经粒度
仪检测其粒径分布范围为D10为4.4um，D90为46.5um。
将其放入烧杯中,加入1.3L水，用弱碱调PH为8.5，加入六偏磷酸钠0.5g，搅拌成
浆。
静置2分钟，直至微珠与杂质产生明显的分层，用带固液分离装置的真空抽滤设备
将下层杂质抽出，保留上层微珠。
将分离出来的液体倒回烧杯，继续搅拌，用带固液分离装置的真空抽滤设备将下
层杂质继续抽出，重复上述步骤直至下层液体变清。
将抽滤装置中获得煤灰回收烘干。将回收的水单独存放，以备下次继续使用，做到
循环利用。
将烧杯中剩余的微珠加入2L水，加入复配的表面活性剂1ml。搅拌成浆。
静置2分钟，直至空心微珠与杂质产生明显的分层，用带固液分离装置的真空抽滤
设备将下层杂质抽出，保留上层微珠。
将分离出来的液体倒回烧杯，继续搅拌，用带固液分离装置的真空抽滤设备将下
层杂质继续抽出，重复上诉操作2次。
将抽滤装置中获得煤灰回收烘干。将回收的水单独存放，以备下次继续使用，做到
循环利用。
装有空心微珠的烧杯中加1L水。把该悬浊液倒入带有搅拌装置的五口烧瓶中，将
烧瓶置于恒温水浴锅中。温度设定为700C ~800C。恒速搅拌。
用弱酸溶液调节体系PH值至Ti4+水解PH值，以活塞式计量泵加入TiCl4水溶液（浓
度为225g/l）120ml，用20%的氨水溶液维持PH值稳定，当加料完毕后，恒温搅拌30分钟。
将烧瓶中的空心微珠取出，抽干。
用烘箱将包覆完成的微珠烘干。将烘干的微珠装入坩埚，放入马弗炉中。温度设定
为5500C。保温20分钟。
保温完成后关闭马弗炉。取出样品。
经检测，包覆完成的样品白度为61度，粒度分布为D10为9.9um，D90为47.5um。