一种以工业固废为原料制备连续玄武岩纤维的方法
【专利摘要】本发明提供了一种连续玄武岩纤维的制备方法，该方法使用的原料包括粉煤灰和煤矸石。本发明以与玄武岩化学成分相似的工业固体废弃物为主要原料、以铁尾矿、含钛渣、氧化铝赤泥等为添加剂制备连续玄武岩纤维，对各成分用量进行合理配比，发挥各成分的协同作用，充分利用固废中的主要成分二氧化硅和氧化铝、铁尾矿所含的氧化铁、含钛渣所含的氧化钛和氧化铝赤泥所含的氧化铝，通过各种成分耦合制备而成的连续玄武岩纤维具有优于传统连续玄武岩纤维的性能，并有效实现了对固体废弃物的高效利用。
【专利说明】-种W工业固废为原料制备连续玄武岩纤维的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于连续玄武岩纤维制备【技术领域】，特别涉及一种W粉煤灰、煤巧石等工 业固体废弃物为主要原料制备连续玄武岩纤维的方法。
【背景技术】
[0002] 连续玄武岩纤维（Continuous Basalt Fiber, CB巧，是由单一的玄武岩石料为原 料在高温下烙化和拉丝制造而成。其生产原料是天然存在的，同时由于玄武岩烙化过程中 没有测和其他碱金属氧化物排除，使得玄武岩连续纤维的制造过程为害较小。连续玄武岩 纤维的材料强度、化学稳定性、电绝缘性能均较好，因此，广泛用于航空航天、石油化工、建 筑、汽车等领域。
[0003] 前苏联莫斯科玻璃和塑料研究院于1953?1954年开发出连续玄武岩纤维CBF。 1959年，德国报道了有关玄武岩棉的生产装置。上个世纪60?70年代，全苏玻璃钢与玻璃 纤维科研院乌克兰分院根据前苏联国防部的要求着手研制CBF，并于1985年研制成功并实 现了 CBF的工业化生产。在此期间，乌克兰、俄罗斯、美国等国家都陆续建立起了 CBF制造 工厂。近年来，美国、日本、德国等一些科技发达国家都加强了对CBF该一新型非金属无机 纤维的研究开发，并取得了一系列新的应用研究成果。
[0004] 我国开展CBF的研究较晚，发展迟缓；但近几年，随着对CBF需求的不断加大，CBF 迎来了其发展的黄金时代。
[0005] 根据烙融原料所使用的容器不同，CBF的制作方法包括巧巧法和池塞法。其中，巧 巧法是把原料制成配合料加入球塞内，经过高温烙融、均化后形成烙球，再将烙球加入巧巧 内重新烙融，烙体经巧巧底部的漏嘴流出后拉制成纤维；池塞法又称直接法，它是把原料制 成配合料加入塞内，经过高温烙融、均匀化后，烙体直接经漏嘴流出，拉制成纤维。与巧巧法 相比，池塞法具有节能、污染少、体积小、废丝少等优点。目前，我国工业化生产CBF普遍采 用池塞法。
[0006] 然而，国内、外对于制备玄武岩纤维的原料的研究较少，一般是开采天然的玄武岩 作为制作连续玄武岩纤维的原料。玄武岩纤维的主要化学组如表1所示。
[0007] 表1 ;玄武岩纤维的化学组成
【权利要求】
1. 一种连续玄武岩纤维的制备方法，其特征在于，所用原料包括以下成分：粉煤灰和 煤矸石。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原料包括以下重量份的成分：粉 煤灰10?70份，煤砰石5?15份。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述原料包括以下重量份的成分：粉 煤灰45?50份，煤砰石10?15份。
4. 根据权利要求1?3任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述粉煤灰含有以下 重量百分比的成分：Si0220 ?65%，Al20310%?40%，Fe203l ?10%，CaO 2 ?16%，MgO 1 ?5%，Ti020. 1 ?2% ; 所述煤矸石含有以下重量百分比的成分：Si0252?65%，A120316?36%，Fe 2032. 28? 14.63%，CaO 0.42 ?2.32%，MgO 0.44 ?2.41%，Ti020 . 90 ?4%。
5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述原料还包括添加剂20?45份。
6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述原料还包括添加剂38?41份。
7. 根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂选自铁尾矿、含钛渣 或氧化铝赤泥中的一种或几种。
8. 根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述原料包括以下重量份的成分：粉 煤灰10?70份，煤矸石5?15份，铁尾矿2?20份，含钛渣0?20份，氧化铝赤泥0? 10份。
9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述原料包括以下重量份的成分：粉 煤灰45?50份，煤矸石10?15份，铁尾矿19?20份，含钛渣11?12份，氧化铝赤泥 8?9份。
10. 根据权利要求1?9任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步 骤： 1) 原料预处理：将混合物原料在预熔炉里进行预熔化，形成均匀的熔体，熔化温度为 1350?1550°C，熔化时间为4?8h ; 2) 加料：将预熔化炉中已均匀熔化的原料，通过耐高温导流装置，直接导入到熔化炉 中； 3) 熔化：经步骤2)导入的原料在电加热熔化炉中进行熔化，至混合熔体粘度为0. 5? 10Pa · s，熔化炉温度为1250?1550°C ; 4) 漏板拉丝：在温度为1250?1330°C的条件下，采用200孔钼铑合金漏板进行拉丝， 即得连续玄武岩纤维。
【文档编号】C03B37/00GK104261669SQ201410498584
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】王习东, 赵大伟, 路康, 王昊 申请人:北京大学