一种镁橄榄石纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纤维技术领域。具体涉及一种镁橄榄石纤维及其制备方法。
【背景技术】
[0002]蛇纹石(Mg6[Si401Q] [OHJ8)属于硅酸盐类矿物，它的晶体结构单元层由一层硅氧四面体和氢氧镁石八面体组成，由于单元层不对称，构造层发生弯曲形成八面体在外、四面体在内的管筒状构造，其耐火、耐碱、耐磨性能不仅优良，且导热系数低，是一种制造绝热保温材料的理想原材料。但是，蛇纹石可能会对人体造成致命威胁，在使用的安全问题上存在争议，限制其应用。因此，我国众多科研人员对蛇纹石进行了深入研究，旨在降低或消除其毒性，使蛇纹石可以发挥其优良性能，实现物尽其用。目前针对蛇纹石改性的主要方式为物理改性及化学改性，化学改性中最常用方法为煅烧法。
[0003]陶瓷纤维是一种比较新的无机材料，现已被广泛应用于各种工业窑炉。陶瓷纤维的主要优点是保温能力强、蓄热少和抗热震性能好，有助于窑内温度分布均匀、烧成周期缩短和增产节能。目前在陶瓷行业面临的主要问题是:陶瓷纤维的生物可溶性差和长期使用温度低。以脱羟基蛇纹石和废镁橄榄石作为原料经熔融甩丝，所制得的镁橄榄石陶瓷纤维不仅价格低廉、环境压力轻、生产成本低和产品竞争力高，且具有环保效益和社会效益。
[0004]目前，已有制备镁橄榄石耐火纤维的技术，如“800度镁橄榄石耐火纤维”(CN103058637A)专利技术，公开了一种镁橄榄石和石英砂为主要原料制备玻璃纤维的技术，该技术制得的纤维制品中主要相组成为硅酸钙，镁橄榄石成分含量相对较低；有文献(李世青等.蛇纹石石棉煅烧改性研究.矿产综合利用.2008，6 (3)，25-27)报道，通过对蛇纹石石棉进行煅烧改性制备镁橄榄石纤维，该技术制得的纤维制品中镁橄榄石相含量不高，影响其性能，另有文献(徐建峰等.利用橄榄石废弃粉矿制备轻质耐火材料.非金属矿，2014，34(2)，65-67)介绍了利用橄榄石废弃粉矿制备轻质耐火材料，该技术制得的耐火制品强度较低。
【发明内容】
[0005]本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种资源回收率高、环境友好、工艺简单和生产成本低的镁橄榄石纤维的制备方法。用该法所制备的镁橄榄石纤维的使用温度较高、抗拉强度较大和线收缩率较小，具有很大的产业化前景。
[0006]为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:先以28.0-43.0wt%的脱羟基蛇纹石、52.0-67.0wt%的废镁橄榄石、0.5-4.5wt%的氧化铝和0.3-1.8wt%的氧化铬为原料，混合均匀，得到混合料；再将混合料置于电阻炉或电弧炉中，升温至1600~1800°C，熔融后直接甩丝，即得镁橄榄石纤维。
[0007]所述脱羟基蛇纹石的粒径为0.05-0.1mm ;脱羟基蛇纹石的主要化学成分为:MgO含量彡 44.0wt%, S12含量彡 47.0wt%, CaO 含量彡 6.0wt%o
[0008]所述废镁橄榄石的粒径小于0.1mm;废镁橄榄石的主要化学成分为:MgO含量彡 50.0wt%, S12含量彡 42.0wt%, CaO 含量彡 5.0wt%, IL ( 2.0wt%。
[0009]所述氧化铝的粒径小于0.088mm ;氧化铝的Al2O3含量彡99.5wt %。
[0010]所述氧化络的粒径小于0.074mm ;氧化络的Gr2O3含量彡98.0wt %。
[0011]由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有以下积极效果:
1、本发明以废镁橄榄石为主要原料，废镁橄榄石的利用率高，不仅解决了废镁橄榄石资源再生利用的问题，且变废为宝，故生产成本低，环境友好。
[0012]2、成纤范围内熔体粘度变化平缓，成纤过程易于控制，具有很大的产业化前景。
[0013]因此，本发明具有资源回收、环境友好、工艺简单和生产成本低的特点；所制备的镁橄榄石纤维的纤维线收缩率较小、抗拉强度较大和使用温度较高。
【具体实施方式】
[0014]下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制。
[0015]为避免重复，先将本【具体实施方式】所涉及到的有关技术参数统一描述如下，实施例中不再赘述:
所述脱羟基蛇纹石的粒径为0.05-0.1mm ;脱羟基蛇纹石的主要化学成分为:MgO含量彡 44.0wt%, S12含量彡 47.0wt%, CaO 含量彡 6.0wt%。
[0016]所述废镁橄榄石的粒径小于0.1mm;废镁橄榄石的主要化学成分为:MgO含量彡 50.0wt%, S12含量彡 42.0wt%, CaO 含量彡 5.0wt%, IL ( 2.0wt%。
[0017]所述氧化铝的粒径小于0.088mm ;氧化铝的Al2O3含量彡99.5wt%。
[0018]所述氧化络的粒径小于0.074mm ;氧化络的Gr2O3含量彡98.0wt%。
[0019]实施例1
一种镁橄榄石纤维及其制备方法。先以28.0~31.0 wt%的脱羟基蛇纹石、52.0~55.0wt%的废镁橄榄石、0.5-1.3wt%的氧化招和0.3-0.6wt%的氧化络为原料，混合均勾，得到混合料；再将混合料置于电阻炉中，升温至1600~1650°C，熔融后直接甩丝，即得镁橄榄石纤维。
[0020]实施例2
一种镁橄榄石纤维及其制备方法。先以31.0-34.0wt%的脱羟基蛇纹石、55.0-58.0wt%的废镁橄榄石、1.3-2.lwt%的氧化铝和0.6-0.9wt%的氧化铬为原料，混合均匀，得到混合料；再将混合料置于电弧炉中，升温至1700~1750°C，熔融后直接甩丝，即得镁橄榄石纤维。
[0021]实施例3
一种镁橄榄石纤维及其制备方法。先以34.0-37.0wt%的脱羟基蛇纹石、58.0-61.0wt%的废镁橄榄石、2.1-2.9wt%的氧化铝和0.9-1.2wt%的氧化铬为原料，混合均匀，得到混合料；再将混合料置于电阻炉中，升温至1750~1800°C，熔融后直接甩丝，即得镁橄榄石纤维。
[0022]实施例4
一种镁橄榄石纤维及其制备方法。先以37.0-40.0wt%的脱羟基蛇纹石、61.0-64.0wt%的废镁橄榄石、2.9-3.7 wt%的氧化铝和1.2-1.5wt%的氧化络为原料，混合均匀，得到混合料；再将混合料置于电弧炉中，升温至1650~1700°C，熔融后直接甩丝，即得镁橄榄石纤维。
[0023]实施例5 一种镁橄榄石纤维及其制备方法。先以40.0-43.0wt%的脱羟基蛇纹石、64.0-67.0wt%的废镁橄榄石、3.7-4.5wt%的氧化铝和1.5-1.8 wt%的氧化络为原料，混合均匀，得到混合料；再将混合料置于电阻炉中，升温至1750~1800°C，熔融后直接甩丝，即得镁橄榄石纤维。
[0024]本【具体实施方式】与现有技术相比具有以下积极效果:
1、本发明以废镁橄榄石为主要原料，废镁橄榄石的利用率高，不仅解决了废镁橄榄石资源再生利用的问题，且变废为宝，故生产成本低，环境友好。
[0025]2、成纤范围内熔体粘度变化平缓，成纤过程易于控制，具有很大的产业化前景。
[0026]因此，本【具体实施方式】具有资源回收、环境友好、工艺简单和生产成本低的特点；所制备的镁橄榄石纤维的纤维线收缩率较小、抗拉强度较大和使用温度较高。
【主权项】
1.一种镁橄榄石纤维的制备方法，其特征在于先以28.0-43.0wt%的脱羟基蛇纹石、52.0-67.0wt%的废镁橄榄石、0.5-4.5wt%的氧化铝和0.3-1.8wt%的氧化铬为原料，混合均匀，得到混合料；再将混合料置于电阻炉或电弧炉中，升温至1600~1800°C，熔融后直接甩丝，即得镁橄榄石纤维。2.根据权利要求1所述的镁橄榄石纤维的制备方法，其特征在于所述脱羟基蛇纹石的粒径为0.05-0.1mm ;脱羟基蛇纹石的主要化学成分为:MgO含量彡44.0wt%, S12含量彡 47.0wt%, CaO 含量彡 6.0wt%。3.根据权利要求1所述的镁橄榄石纤维的制备方法，其特征在于所述废镁橄榄石的粒径小于0.1mm ;废镁橄榄石的主要化学成分为:MgO含量彡50.0wt%, S12含量彡42.0wt%,CaO 含量彡 5.0wt%, IL 彡 2.0wt%。4.根据权利要求1所述的镁橄榄石纤维的制备方法，其特征在于所述氧化铝的粒径小于0.088mm ;氧化铝的Al2O3含量彡99.5wt%。5.根据权利要求1所述的镁橄榄石纤维的制备方法，其特征在于所述氧化铬的粒径小于0.074mm ;氧化铬的Gr2O3含量彡98.0wt%。6.一种镁橄榄石纤维，其特征在于所述镁橄榄石纤维是根据权利要求1~5项中任一项所述镁橄榄石纤维的制备方法所制备的镁橄榄石纤维。
【专利摘要】本发明一种镁橄榄石纤维及其制备方法。其技术方案是：先以28.0~43.0wt%的脱羟基蛇纹石、52.0~67.0wt%的废镁橄榄石、0.5~4.5wt%的氧化铝和0.3~1.8wt%的氧化铬为原料，混合均匀，得到混合料；再将混合料置于电阻炉或电弧炉中，升温至1600~1800℃，熔融后直接甩丝，即得镁橄榄石纤维。其中：脱羟基蛇纹石的主要化学成分为：MgO含量≥44.0wt%，SiO2含量≥47.0wt%，CaO含量≥6.0wt%。废镁橄榄石的粒径小于0.1mm；废镁橄榄石的主要化学成分为：MgO含量≥50.0wt%，SiO2含量≥42.0wt%，CaO含量≥5.0wt%，IL≤2.0wt%。本发明具有资源回收、环境友好、工艺简单和生产成本低的特点；所制备制品线收缩率较小、抗拉强度较大和使用温度较高。
【IPC分类】C03C13/06
【公开号】CN105198226
【申请号】CN201510572505
【发明人】李远兵, 徐娜娜, 段斌文, 李淑静, 李亚伟, 桑绍柏
【申请人】武汉科技大学
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月10日