一种采用反应着色的彩色砂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及采用反应着色的彩色砂及其制备方法，该彩色砂是按以下方法制得：由骨料100.0重量份，粘合剂1.0-5.0重量份和着色剂0.2-3.5重量份组成；其中，骨料为玄武岩砂、石英砂、黄砂或海砂等其他的砂石；着色剂是根据陶瓷彩釉的机理，有强化剂30.0-45.0重量份,助熔剂50.0-65.0重量份，发色剂2.5-7.0重量份和清水50.0-80.0重量份构成。经研磨的着色剂和粘合剂一起包裹于骨料的表面，干燥后在700－950℃温度下煅烧反应而成，可称为反应型彩色砂。该发明得到的彩色砂着色均匀，色泽鲜亮，品种多样；色层与骨料反应结合，牢固稳定，不掉色不退色，抗腐蚀性强，耐候性好，使用寿命长。
【专利说明】一种采用反应着色的彩色砂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种建筑材料用彩色砂，特别是涉及一种用于浙青瓦表面上的通过采用反应着色的彩色砂。当改变生产原料中的骨料品种和粒级时，也可用于改性浙青防水卷材的表面、建筑外墙用真石漆厚质涂料的骨料和艺术壁画中的质感色彩等其他多类产品上。
【背景技术】
[0002]目前，我国现有市场上供应的彩色砂主要有天然彩色砂和人工着色彩色砂两大系列。其中，人工着色彩色砂又分为浸染型和烧结型两种。
[0003]天然彩色砂的颜色品种少，色泽浅而不鲜艳。而且，由于岩矿内的颜色分布不均，深浅差别大，多种颜色混存等的情况。所以，经破碎后的天然彩色砂颜色同样会出现深浅不一或多种颜色的彩色砂混杂在一起的现象，很难得到色彩单一、纯正和亮丽的彩色砂。
[0004]人工着色彩色砂改变了天然彩色砂存在的一些问题，具有颜色品种丰富，彩色砂表面的色泽均匀亮丽，各种色彩可按设计的需要加工生产等优点。但是，目前市场上供应的人工着色彩色砂也存在着一些不足的地方，如:
[0005]1.浸染型彩色砂虽说生产设备投资少，生产工艺简单(见图4所示的浸染型彩色砂生产工艺流程图)，产品成本低。但是，由于所用的原料不同和生产工艺过于简单，造成彩色砂的耐酸碱、耐腐蚀及耐候性能差，不能用于暴露在阳光下的户外产
[0006]品上。否则，就会在很短时间内变色或退色，严重影响被使用产品的质量和寿命，也影响了生产单位及该产品的声誉；
[0007]2.烧结型彩色砂是因为采用陶瓷或无机颜料作为着色剂，烧结温度比浸染型彩色砂的生产工艺要高(见图5所示的烧结型彩色砂生产工艺流程图)。所以，具有较好的耐酸碱、耐腐蚀及耐候性能，暴露在户外的强烈阳光下能保持较长时间不退色不变色，是当前市场上供应的一种较好彩色砂。但是，由于烧结型彩色砂中骨料外表面的着色剂与骨料之间是采用粘合剂粘结后再经过中、低温度的烧结，外表的着色剂就形成一层硬而脆的包裹壳，一旦受到抨击就会开裂或破碎脱开，露出原骨料砂的颜色和质感，也存在着另一方面的质量问题；
[0008]3.无论是浸染型还是烧结型彩色砂的表面着色层均都比较粗糙，仔细观察就可看出表面颜色深浅不匀的现象，尤其是当着色颜料粉体的粒径比较大，而用量又比较少的情况下更为明显，这种情况还会严重降低砂子表面的疏水性能；
[0009]4.由于岩矿石破碎的砂子表面有许多凹凸不平的小坑，要使砂子表面全部均匀的覆盖着色剂，这些小坑中就要填入较多的颜料粉。这样，必须加大着色剂的用量。因此，就会较大幅度地增加彩色砂产品的原料成本。而且，着色剂又是所有生产原材料中价格最高、所占成本比例最大的部分；
[0010]5.经实际测试得到，目前我国市场上应用于浙青瓦的烧结型彩色砂的主要技术指标还没有完全达到国 家标准的要求，尤其是耐沸水煮的时间远远少于国家标准要求的18小时，只经3 - 5小时沸水后就会出现大量的掉色而混水。
[0011]为此，要改变以上阐述的彩色砂存在的一些缺点和目前国内市场上供应的彩色砂存在的一些问题，提高彩色砂产品的质量，符合国家标准的要求，只有改变彩色砂的生产工艺和相应的原材料才能实现。
【发明内容】
[0012]本发明的目的在于克服上述已有的浸染型和烧结型彩色砂所存在的不足，而提供一种采用反应着色的彩色砂及其制备方法，该采用反应着色的彩色砂既具有多种亮丽色彩，很好耐酸碱、耐腐蚀和耐候性能，又能使原砂骨料和着色剂之间牢固结合，不分壳层、不脱落和不变色，该彩色砂表面色彩均匀无色差，主要技术指标超过国家标准(如:耐煮沸时间国标18小时，现能超过20多小时)
[0013]本发明的另一目的是提供一种制备采用反应着色的彩色砂的方法。
[0014]本发明的技术方案如下:
[0015]本发明提供的采用反应着色的彩色砂，其通过下述方法制备:
[0016]1)配制着色剂浆料:
[0017]将30.0-45.0重量份的强化剂、50.0-65.0重量份的助熔剂、2.5-7.0重量份的发色剂和50.0-80.0重量份的水依次加至研磨机的研磨桶内进行研磨，使色剂浆料中的固体物体颗粒度达到5μπι以下时，取出研磨桶内的着色剂浆料，装入容器内盖紧备用；
[0018]2)彩色砂生料的制备:
[0019]2.1)将粒级为0.1-5.0mm的100重量份原砂骨料放入搅拌机的转桶内，开启搅拌机进行转动搅拌；
[0020]2.2)将1.0-5.0重量份的粘合剂和0.2-3.5重量份的着色剂依次放入容器中搅拌均匀，之后边搅拌边倒入搅拌机的转桶内，继续搅拌至原砂骨料表面全部均匀地包裹上着色剂为止；或者
[0021]先将1.0-5.0重量份的粘合剂直接加入到步骤2.1)装有原砂骨料的搅拌机的转桶内进行搅拌，待搅拌均匀后再加入0.2-3.5重量份的着色剂继续搅拌，直至原砂骨料表面全部均匀地包裹上着色剂为止；
[0022]待原砂骨料表面着色均匀包裹上着色剂后停止搅拌，从搅拌机的转桶内倒出包裹上着色剂的湿彩色砂，放入干燥炉内烘干得到彩色砂生料；
[0023]3)将所得彩色砂生料采用下述方法的任一种进行煅烧:
[0024]3.1)固定式煅烧
[0025]将装有彩色砂生料的耐1000-1200°C高温容器放高温炉中升温至700-950°C，再在该温度下继续保持10-30min ;然后，关闭电源降温，待温度下降到40°C时，取出高温容器内的经煅烧的彩色砂产品；
[0026]固定式煅烧彩色砂在批量生产时，在遂道窑中连续进行，将装有彩色砂生料的高温容器一个接一个地依次进入遂道窑内，加热升温至700-950°C进行煅烧；或者用大型固定式电炉间隙生产；
[0027] 经煅烧的彩色砂产品在高温容器内的煅烧过程中，其颗粒之间会有轻微的粘结，需对冷却后的彩色砂产品进行破碎和分筛；[0028]3.2)流化床煅烧
[0029]将已着色干燥后彩色砂生料装入流化床的加料斗内，开启热风炉加热流化床的流化热空气，当加热的气体温度达到700_950°C温度时，一边启动流化床一边打开加料阀，使彩色砂生料进入流化床，随着热气体的不断上升彩色砂生料颗粒在流化床内上下跳动被加热，着色剂迅速反应发色，同时着色剂也与原砂骨料发生结合反应；反应完成后的高温彩色砂从流化床出口流出进入冷却炉，经冷却后的彩色砂成品送入储料仓储存包装；
[0030]3.3)稀相辐射炉煅烧
[0031]将已着色干燥后的彩色砂生料从高温稀相辐射炉的顶部加入炉内，稀相辐射炉温度控制在700-950°C之内；在高温稀相辐射炉中不同粒径的彩色砂生料颗粒依各自不同的重力自由沉降，在下落的过程中被高温稀相辐射炉四周炉壁的高温辐射热迅速加热，待彩色砂生料到达高温稀相辐射炉底部时，色剂已反应发色并同时着色剂也与原砂骨料发生结合反应；反应完成后的高温彩色砂从通过输送机输送至冷却炉，经冷却后的彩色砂成品送入储料仓储存包装；
[0032]3.4)微波炉煅烧
[0033] 将已着色干燥后彩色砂生料连续地加至微波炉中的输送带上，输送带将彩色砂生料带入遂道式微波炉的隧道内，通过安装在遂道式微波炉隧道上方的微波源辐射到彩色砂生料上，使彩色砂生料从预热、升温到高温反应过程中迅速加热，得到反应完全的彩色砂成品；遂道式微波炉的温度控制在700-950°C范围内；然后，将烧成的彩色砂进入冷却炉冷却至40°C，经冷却后的彩色砂成品再送入储料仓储存包装；
[0034]3.5)回转窑煅烧炉煅烧
[0035]将已着色干燥后彩色砂生料由干燥炉的端口送至回转窑煅烧炉内进行煅烧，回转窑煅烧炉温度由煤气发生炉产生的煤气燃烧加热、由天然气燃烧加热或由液化石油气燃烧加热，回转窑煅烧炉温度控制在700-950°C范围内；煅烧后的高温彩色砂从回转窑煅烧炉出料口送入冷却炉进行冷却,冷却炉采用炉内风冷和炉外水冷相结合的冷却方式,冷却炉出口的彩色砂温度控制在40°C以下；冷却后彩色砂成品用提升机输送到储料仓并分装入库。
[0036]所述的强化剂为石英粉、高岭土、重钙粉、三氧化二铝和氧化镁中的二种或二种以上的混合物；
[0037]所述的助熔剂为碳酸铅、硼砂、硼酸、氧化锌、碳酸钠和碳酸钾中的二种或二种以上的混合物；
[0038]所述的发色剂为三氧化二铁、氧化镉、重铬酸钾、碳酸锰、碳酸铜、氧化钴、氧化锡或它们的混合物。
[0039]所述的原砂骨料为玄武岩砂、石英砂、黄砂或海砂；
[0040]所述的原砂骨料粒径为0.10-5.0mm ；
[0041]所述的粘合剂为液体磷酸氢铝、液体硅酸钠、CMC干粉水溶液或玉米淀粉水溶液；
[0042]所述的液体硅酸钠由市场上购买得到；或者自行配制；
[0043]所述的液体硅酸钠自行配制方法如下:
[0044]配制液体磷酸氢招的原料由清水80.0 — 125.0重量份、氢氧化招25.045.0重量份和磷酸118.0-145.0重量份组成，按上述比例称重各原料放入反应罐内，在搅拌下加热反应，直至氢氧化铝全部溶解成透明液体，冷却降温至40°C出料，得到液体硅酸钠包装备用；
[0045]所述的CMC干粉水溶液和玉米淀粉水溶液浓度均为Iwt — 3wt %。
[0046]本发明提供的制备采用反应着色的彩色砂的方法，其步骤如下:
[0047]1)配制着色剂浆料:
[0048]将30.0-45.0重量份的强化剂、50.0-65.0重量份的助熔剂、2.5-7.0重量份的发色剂和50.0-80.0重量份的水依次加至研磨机的研磨桶内进行研磨，使色剂浆料中的固体物体颗粒度达到5μπι以下时，取出研磨桶内的着色剂浆料，装入容器内盖紧备用；
[0049]2)彩色砂生料的制备:
[0050]2.1)将粒级为0.1-5.0mm的100重量份原砂骨料放入搅拌机的转桶内，开启搅拌机进行转动搅拌；
[0051]2.2)将1.0-5.0重量份的粘合剂和0.2-3.5重量份的着色剂依次放入容器中搅拌均匀，之后边搅拌边倒入搅拌机的转桶内，继续搅拌至原砂骨料表面全部均匀地包裹上着色剂为止；或者
[0052]先将1.0-5.0重量份的粘合剂直接加入到步骤2.1)装有原砂骨料的搅拌机的转桶内进行搅拌，待搅拌均匀后再加入0.2-3.5重量份的着色剂继续搅拌，直至原砂骨料表面全部均匀地包裹上着色剂为止；
[0053]待原砂骨料表面着色均匀包裹上着色剂后停止搅拌，从搅拌机的转桶内倒出包裹上着色剂的湿彩色砂，放入干燥炉内烘干得到彩色砂生料；
[0054]3)将所得彩色砂生料采用下述方法的任一种进行煅烧:
[0055]3.1)固定式煅烧
[0056]将装有彩色砂生料的耐1000-1200°C高温容器放高温炉中升温至700_950°C，再在该温度下继续保持10-30min ;然后，关闭电源降温，待温度下降到40°C时，取出高温容器内的经煅烧的彩色砂产品；
[0057]固定式煅烧彩色砂在批量生产时，在遂道窑中连续进行，将装有彩色砂生料的高温容器一个接一个地依次进入遂道窑内，加热升温至700-950°C进行煅烧；或者用大型固定式电炉间隙生产；
[0058]经煅烧的彩色砂产品在高温容器内的煅烧过程中，其颗粒之间会有轻微的粘结，需对冷却后的彩色砂产品进行破碎和分筛；
[0059]3.2)流化床煅烧
[0060]将已着色干燥后彩色砂生料装入流化床的加料斗内，开启热风炉加热流化床的流化热空气，当加热的气体温度达到700-950°C温度时，一边启动流化床一边打开加料阀，使彩色砂生料进入流化床，随着热气体的不断上升彩色砂生料颗粒在流化床内上下跳动被加热，着色剂迅速反应发色，同时着色剂也与原砂骨料发生结合反应；反应完成后的高温彩色砂从流化床出口流出进入冷却炉，经冷却后的彩色砂成品送入储料仓储存包装；
[0061]3.3)稀相辐射炉煅烧
[0062]将已着色干燥后的彩色砂生料从高温稀相辐射炉的顶部加入炉内，稀相辐射炉温度控制在700-950° C之内；在高温稀相辐射炉中不同粒径的彩色砂生料颗粒依各自不同的重力自由沉降，在下落的过程中被高温稀相辐射炉四周炉壁的高温辐射热迅速加热，待彩色砂生料到达高温稀相辐射炉底部时，色剂已反应发色并同时着色剂也与原砂骨料发生结合反应；反应完成后的高温彩色砂从通过输送机输送至冷却炉，经冷却后的彩色砂成品送入储料仓储存包装；
[0063]3.4)微波炉煅烧
[0064]将已着色干燥后彩色砂生料连续地加至微波炉中的输送带上，输送带将彩色砂生料带入遂道式微波炉的隧道内，通过安装在遂道式微波炉隧道上方的微波源辐射到彩色砂生料上，使彩色砂生料从预热、升温到高温反应过程中迅速加热，得到反应完全的彩色砂成品；遂道式微波炉的温度控制在700-950°C范围内；然后，将烧成的彩色砂进入冷却炉冷却至40°C，经冷却后的彩色砂成品再送入储料仓储存包装；
[0065]3.5)回转窑煅烧炉煅烧
[0066]将已着色干燥后彩色砂生料由干燥炉的端口送至回转窑煅烧炉内进行煅烧，回转窑煅烧炉温度由煤气发生炉产生的煤气燃烧加热、由天然气燃烧加热或由液化石油气燃烧加热，回转窑煅烧炉温度控制在700-950°C范围内；煅烧后的高温彩色砂从回转窑煅烧炉出料口送入冷却炉进行冷却,冷却炉采用炉内风冷和炉外水冷相结合的冷却方式,冷却炉出口的彩色砂温度控制在40°C以下；冷却后彩色砂成品用提升机输送到储料仓并分装入库。
[0067]所述的强化剂为石英粉、高岭土、重钙粉、三氧化二铝和氧化镁中的二种或二种以上的混合物；
[0068]所述的助熔剂为碳酸铅、硼砂、硼酸、氧化锌、碳酸钠和碳酸钾中的二种或二种以上的混合物；
[0069]所述的发色剂为三氧化二铁、氧化镉、重铬酸钾、碳酸锰、碳酸铜、氧化钴、氧化锡或它们的混合物。
[0070]所述的强化剂为石英粉、高岭土、重钙粉、三氧化二铝和氧化镁中的二种或二种以上的混合物；
[0071]所述的助熔剂为碳酸铅、硼砂、硼酸、氧化锌、碳酸钠和碳酸钾中的二种或二种以上的混合物；
[0072]所述的发色剂为三氧化二铁、氧化镉、重铬酸钾、碳酸锰、碳酸铜、氧化钴、氧化锡或它们的混合物。
[0073]所述的原砂骨料为玄武岩砂、石英砂、黄砂或海砂；
[0074]所述的原砂骨料粒径为0.10-5.0mm ；
[0075]所述的粘合剂为液体磷酸氢铝、液体硅酸钠、CMC干粉水溶液或玉米淀粉水溶液；
[0076]所述的液体硅酸钠由市场上购买得到；或者自行配制；
[0077]所述的液体硅酸钠自行配制方法如下:
[0078]配制液体磷酸氢招的原料由清水80.0 — 125.0重量份、氢氧化招25.0-45.0重量份和磷酸118.0-145.0重量份组成,按上述比例称重各原料放入反应罐内，在搅拌下加热反应，直至氢氧化铝全部溶解成透明液体，冷却降温至40°C出料，得到液体硅酸钠包装备用；
[0079]所述的CMC干粉水溶液和玉米淀粉水溶液浓度均为Iwt — 3wt %。
[0080]本发明的人工着色彩色砂相对于已有技术具有以下优点:[0081]1.着色剂各组分之间、着色剂与骨料表面之间在高温下充分反应，形成坚硬的硅酸盐类的整体结合层颗粒(见图1.)，无烧结型彩色砂用粘结剂所形成的颜料壳层现象，不会因抨击和摩擦造成着色层的开裂脱落(见图2.);
[0082]2.反应结合的反应型彩色砂的色层牢固稳定，耐酸、耐碱、耐高温和耐沸水性强，并具有很好的憎水性，经实际检测得到各项技术指标均符合国家标准的要求，主要指标还优于现有市场供应的国内和国外品牌产品(见下表1.);
[0083]表1.反应型与烧结型彩色砂主要指标检测数据
【权利要求】
1.一种采用反应着色的彩色砂，其通过下述方法制备: .1)配制着色剂浆料: 将30.0-45.0重量份的强化剂、50.0-65.0重量份的助熔剂、2.5-7.0重量份的发色剂和50.0-80.0重量份的水依次加至研磨机的研磨桶内进行研磨，使色剂浆料中的固体物体颗粒度达到5μη以下时，取出研磨桶内的着色剂浆料，装入容器内盖紧备用； .2)彩色砂生料的制备: .2.1)将粒级为0.1-5.0mm的100重量份原砂骨料放入搅拌机的转桶内，开启搅拌机进行转动搅拌； .2.2)将1.0-5.0重量份的粘合剂和0.2-3.5重量份的着色剂依次放入容器中搅拌均匀，之后边搅拌边倒入搅拌机的转桶内，继续搅拌至原砂骨料表面全部均匀地包裹上着色剂为止；或者 先将1.0-5.0重量份的粘合剂直接加入到步骤2.1)装有原砂骨料的搅拌机的转桶内进行搅拌，待搅拌均匀后再加入0.2-3.5重量份的着色剂继续搅拌，直至原砂骨料表面全部均匀地包裹上着色剂为止； 待原砂骨料表面着色均匀包裹上着色剂后停止搅拌，从搅拌机的转桶内倒出包裹上着色剂的湿彩色砂，放入干燥炉内烘干得到彩色砂生料； .3)将所得彩色砂生料采用下述方法中的任一种进行煅烧: .3.1)固定式煅烧 将装有彩色砂生料的耐1000-1200°C高温容器放高温炉中升温至700-950°C，再在该温度下继续保持10-30min ;然后，关闭电源降温，待温度下降到40°C时，取出高温容器内的经煅烧的彩色砂产品； 固定式煅烧彩色砂在批量生产时，在遂道窑中连续进行，将装有彩色砂生料的高温容器一个接一个地依次进入遂道窑内，加热升温至700-950°C进行煅烧；或者用大型固定式电炉间隙生产； 经煅烧的彩色砂产品在高温容器内的煅烧过程中，其颗粒之间会有轻微的粘结，需对冷却后的彩色砂产品进行破碎和分筛； .3.2)流化床煅烧 将已着色干燥后彩色砂生料装入流化床的加料斗内，开启热风炉加热流化床的流化热空气，当加热的气体温度达到700-950°C温度时，一边启动流化床一边打开加料阀，使彩色砂生料进入流化床，随着热气体的不断上升彩色砂生料颗粒在流化床内上下跳动被加热，着色剂迅速反应发色，同时着色剂也与原砂骨料发生结合反应；反应完成后的高温彩色砂从流化床出口流出进入冷却炉，经冷却后的彩色砂成品送入储料仓储存包装； .3.3)稀相辐射炉煅烧 将已着色干燥后的彩色砂生料从高温稀相辐射炉的顶部加入炉内，稀相辐射炉温度控制在700-950°C之内；在高温稀相辐射炉中不同粒径的彩色砂生料颗粒依各自不同的重力自由沉降，在下落的过程中被高温稀相辐射炉四周炉壁的高温辐射热迅速加热，待彩色砂生料到达高温稀相辐射炉底部时，色剂已反应发色并同时着色剂也与原砂骨料发生结合反应；反应完成后的高温彩色砂从通过输送机输送至冷却炉，经冷却后的彩色砂成品送入储料仓储存包装；.3.4)微波炉煅烧 将已着色干燥后彩色砂生料连续地加至微波炉中的输送带上，输送带将彩色砂生料带入遂道式微波炉的隧道内，通过安装在遂道式微波炉隧道上方的微波源辐射到彩色砂生料上，使彩色砂生料从预热、升温到高温反应过程中迅速加热，得到反应完全的彩色砂成品；遂道式微波炉的温度控制在700-950°C范围内；然后，将烧成的彩色砂送入冷却炉冷却至.400C，经冷却后的彩色砂成品再送入储料仓储存包装； .3.5)回转窑煅烧炉煅烧 将已着色干燥后彩色砂生料由干燥炉的端口送至回转窑煅烧炉内进行煅烧，回转窑煅烧炉温度由煤气发生炉产生的煤气燃烧加热、由天然气燃烧加热或由液化石油气燃烧加热，回转窑煅烧炉温度控制在700-950°C范围内；煅烧后的高温彩色砂从回转窑煅烧炉出料口送入冷却炉进行冷却,冷却炉采用炉内风冷和炉外水冷相结合的冷却方式,冷却炉出口的彩色砂温度控制在40°C以下；冷却后彩色砂成品用提升机输送到储料仓并分装入库。
2.按权利要求1所述的一种采用反应着色的彩色砂，其特征在于，所述的强化剂为石英粉、高岭土、重钙粉、三氧化二铝和氧化镁中的二种或二种以上的混合物； 所述的助熔剂为碳酸铅、硼砂、硼酸、氧化锌、碳酸钠和碳酸钾中的二种或二种以上的混合物； 所述的发色剂为三氧化二铁、氧化镉、重铬酸钾、碳酸锰、碳酸铜、氧化钴、氧化锡或它们的混合物。
3.按权利要求1所 述的一种采用反应着色的彩色砂，其特征在于，所述的原砂骨料为玄武岩砂、石英砂、黄砂或海砂； 所述的原砂骨料粒径为0.10-5.0mm ； 所述的粘合剂为液体磷酸氢铝、液体硅酸钠、CMC干粉水溶液或玉米淀粉水溶液； 所述的液体硅酸钠由市场上购买得到；或者自行配制； 所述的液体硅酸钠自行配制方法如下: 配制液体磷酸氢铝的原料由清水80.0 - 125.0重量份、氢氧化铝25.0-45.0重量份和磷酸118.0-145.0重量份组成,按上述比例称重各原料放入反应罐内，在搅拌下加热反应，直至氢氧化铝全部溶解成透明液体，冷却降温至40°C出料，得到液体硅酸钠包装备用； 所述的CMC干粉水溶液和玉米淀粉水溶液浓度均为Iwt — 3wt%。
4.一种制备采用反应着色的彩色砂的方法，其步骤如下: .1)配制着色剂浆料: 将30.0-45.0重量份的强化剂、50.0-65.0重量份的助熔剂、2.5-7.0重量份的发色剂和50.0-80.0重量份的水依次加至研磨机的研磨桶内进行研磨，使色剂浆料中的固体物体颗粒度达到5μπι以下时，取出研磨桶内的着色剂浆料，装入容器内盖紧备用； . 2)彩色砂生料的制备: .2.1)将粒级为0.1-5.0mm的100重量份原砂骨料放入搅拌机的转桶内，开启搅拌机进行转动搅拌； .2.2)将1.0-5.0重量份的粘合剂和0.2-3.5重量份的着色剂依次放入容器中搅拌均匀，之后边搅拌边倒入搅拌机的转桶内，继续搅拌至原砂骨料表面全部均匀地包裹上着色剂为止；或者先将1.0-5.0重量份的粘合剂直接加入到步骤2.1)装有原砂骨料的搅拌机的转桶内进行搅拌，待搅拌均匀后再加入0.2-3.5重量份的着色剂继续搅拌，直至原砂骨料表面全部均匀地包裹上着色剂为止； 待原砂骨料表面着色均匀包裹上着色剂后停止搅拌，从搅拌机的转桶内倒出包裹上着色剂的湿彩色砂，放入干燥炉内烘干得到彩色砂生料； 3)将所得彩色砂生料采用下述方法的任一种进行煅烧: . 3.1)固定式煅烧 将装有彩色砂生料的耐1000-1200°C高温容器放高温炉中升温至700-950°C，再在该温度下继续保持10-30min ;然后，关闭电源降温，待温度下降到40°C时，取出高温容器内的经煅烧的彩色砂产品； 固定式煅烧彩色砂在批量生产时，在遂道窑中连续进行，将装有彩色砂生料的高温容器一个接一个地依次进入遂道窑内，加热升温至700-950°C进行煅烧；或者用大型固定式电炉间隙生产； 经煅烧的彩色砂产品在高温容器内的煅烧过程中，其颗粒之间会有轻微的粘结，需对冷却后的彩色砂产品进行破碎和分筛； .3.2)流化床煅烧 将已着色干燥后彩色砂生料装入流化床的加料斗内，开启热风炉加热流化床的流化热空气，当加热的气体温度达到700-950°C温度时，一边启动流化床一边打开加料阀，使彩色砂生料进入流化床，随着热气体的不断上升彩色砂生料颗粒在流化床内上下跳动被加热，着色剂迅速反应发色，同时着色剂也与原砂骨料发生结合反应；反应完成后的高温彩色砂从流化床出口流出进入冷却炉，经冷却后的彩色砂成品送入储料仓储存包装； . 3.3)稀相辐射炉煅烧 将已着色干燥后的彩色砂生料从高温稀相辐射炉的顶部加入炉内，稀相辐射炉温度控制在700-950°C之内；在高温稀相辐射炉中不同粒径的彩色砂生料颗粒依各自不同的重力自由沉降，在下落的过程中被高温稀相辐射炉四周炉壁的高温辐射热迅速加热，待彩色砂生料到达高温稀相辐射炉底部时，色剂已反应发色并同时着色剂也与原砂骨料发生结合反应；反应完成后的高温彩色砂从通过输送机输送至冷却炉，经冷却后的彩色砂成品送入储料仓储存包装； . 3.4)微波炉煅烧 将已着色干燥后彩色砂生料连续地加至微波炉中的输送带上，输送带将彩色砂生料带入遂道式微波炉的隧道内，通过安装在遂道式微波炉隧道上方的微波源辐射到彩色砂生料上，使彩色砂生料从预热、升温到高温反应过程中迅速加热，得到反应完全的彩色砂成品；遂道式微波炉的温度控制在700-950°C范围内；然后，将烧成的彩色砂进入冷却炉冷却至400C，经冷却后的彩色砂成品再送入储料仓储存包装； .3.5)回转窑煅烧炉煅烧 将已着色干燥后彩色 砂生料由干燥炉的端口送至回转窑煅烧炉内进行煅烧，回转窑煅烧炉温度由煤气发生炉产生的煤气燃烧加热、由天然气燃烧加热或由液化石油气燃烧加热，回转窑煅烧炉温度控制在700-950°C范围内；煅烧后的高温彩色砂从回转窑煅烧炉出料口送入冷却炉进行冷却,冷却炉采用炉内风冷和炉外水冷相结合的冷却方式,冷却炉出口的彩色砂温度控制在40°C以下；冷却后彩色砂成品用提升机输送到储料仓并分装入库。 所述的强化剂为石英粉、高岭土、重钙粉、三氧化二铝和氧化镁中的二种或二种以上的混合物； 所述的助熔剂为碳酸铅、硼砂、硼酸、氧化锌、碳酸钠和碳酸钾中的二种或二种以上的混合物； 所述的发色剂为三氧化二铁、氧化镉、重铬酸钾、碳酸锰、碳酸铜、氧化钴、氧化锡或它们的混合物。
5.按权利要求4所述的制备采用反应着色的彩色砂的方法，其特征在于，所述的强化剂为石英粉、高岭土、重钙粉、三氧化二铝和氧化镁中的二种或二种以上的混合物； 所述的助熔剂为碳酸铅、硼砂、硼酸、氧化锌、碳酸钠和碳酸钾中的二种或二种以上的混合物； 所述的发色剂为三氧化二铁、氧化镉、重铬酸钾、碳酸锰、碳酸铜、氧化钴、氧化锡或它们的混合物。
6.按权利要求4所述的制备采用反应着色的彩色砂的方法，其特征在于，所述的原砂骨料为玄武岩砂、石英砂、黄砂或海砂； 所述的原砂骨料粒径为0.10-5.0mm ；所述的粘合剂为液体磷酸氢铝、液体硅酸钠、CMC干粉水溶液或玉米淀粉水溶液； 所述的液体硅酸钠由市场上购买得到；或者自行配制； 所述的液体硅酸钠自行配制方法如下: 配制液体磷酸氢铝的原料由清水80.0 - 125.0重量份、氢氧化铝25.0-45.0重量份和磷酸118.0-145.0重量份组成,按上述比例称重各原料放入反应罐内，在搅拌下加热反应，直至氢氧化铝全部溶解成透明液体，冷却降温至40°C出料，得到液体硅酸钠包装备用； 所述的CMC干粉水溶液和玉米淀粉水溶液浓度均为Iwt — 3wt%。
【文档编号】C04B14/02GK103910502SQ201310001908
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月5日 优先权日:2013年1月5日
【发明者】季近学, 季春成, 赵文龙 申请人:潍坊龙成建材有限公司