石榴子石作为无机填料在橡胶中的应用的制作方法
【专利摘要】本发明提供了石榴子石作为无机填料在橡胶中的应用，以含石榴子石尾矿为原料，采用重选-磁选-分级组合工艺回收-0.074mm石榴子石矿粉，石榴子石矿物含量达到80%以上。石榴子石矿粉经过砂磨机细磨，生产石榴子石微粉，平均粒径可以达到2.5μm以下，石榴子石微粉作为超细无机填料应用橡胶中，由于其特有的化学惰性和耐磨，石榴子石矿粉胶料冲击弹性和耐老化性能优异，拉伸强度和撕裂强度均优于碳酸钙等胶料，是一种新型无机填料。
【专利说明】石榴子石作为无机填料在橡胶中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于无机材料领域，具体涉及石榴子石的新用途。
【背景技术】
[0002] 橡胶工业大量使用填料作配合剂，其用量仅次于橡胶耗用量。补强填料用于橡胶， 不仅能提高橡胶制品的强度，而且能改善胶料的加工性能，并赋予制品良好的耐磨耗、耐撕 裂、耐热、耐寒、耐油等多种性能，可延长制品的使用寿命。非补强填料用于橡胶，主要起填 充增容作用，某些品种也兼有隔离、脱模或着色的作用。橡胶填料主要分为炭黑和无机填 料，其用量大约各占一半。在橡胶工业中广泛使用的无机填料主要也就二种：硅酸盐类与碳 酸钙类。硅酸盐类包括陶土 (高岭土 )、滑石粉、云母粉、煤矸石粉等，其中陶土是橡胶工业用 量最大的无机矿物填料。碳酸钙类主要有重质碳酸钙与轻质碳酸钙，是橡胶工业中用量仅 次于陶土的无机矿物材料，其用量约占无机矿物填料总量的27%。
[0003] 我国橡胶行业处于产量上升阶段，目前我国生胶产量超过450万吨，无机填料按 胶量50%计，其在橡胶行业用量超过225万吨。
[0004] 我国无机填料中陶土和碳酸钙是以矿产资源消耗为主，伴随植被破坏、水土流失 等系列环境问题。而本发明从尾矿中回收石榴子石，既节约资源，又可以减少尾矿排放量。
[0005] 尾矿中含有石榴子石矿物2(Γ40%，经过回收作为石榴子石矿销售，石榴子石目前 一般用于磨料和过滤介质用。虽然石榴子石耐磨，由于目前超细磨设备技术发展，已经解决 石榴子石细磨粒度及成本高的问题，石榴子石矿粉粒度可以达到2. 5 μ m以下，具备作为无 机填料进行应用的前景。目前还没有石榴子石在橡胶中应用研究报道，由于石榴子石固有 特性，决定其在耐腐、耐磨、耐热空气老化等橡胶材料具有其特有优势，具有较大发展前途。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种石榴子石的新用途，可以很好的利用石榴子石，特别是 尾矿中回收得到的石榴子石。本发明针对尾矿中回收石榴子石矿粉，经过在橡胶配比应用， 作为一种新型无机填料，由于该填料本身具有化学惰性和耐磨，使橡胶胶料具有系列的优 势，譬如最高的回弹性能、冲击性能和耐老化性能。
[0007] 矿山开采的矿石中含有石榴子石，基本进入尾矿排放，尾矿中含有2(Γ40%的石榴 子石，回收石榴子石可以减少尾矿排放量，替代碳酸钙和陶土等无机填料，具有较大的经济 环境效益。
[0008] 本发明的技术方案是： 石榴子石作为无机填料在橡胶中的应用。 所述石榴子石优选为平均粒径在2. 5 μ m以下，且石榴子石矿物含量达到80%以上的石 榴子石矿粉。 所述石榴子石优选是通过以下步骤从尾矿中回收得到的： 以金属尾矿为原料，采用螺旋溜槽进行预富集，磁选，磁场强度为（75-85) X 104A/m，得 到石榴子石精矿；采用水利分级，回收-o. 074mm以下的石榴子石微粉，然后细磨，细磨的磨 矿时间为30 min -50min，使得矿粉平均粒径在2. 5μπι以下，脱水，烘干得到石榴子石矿粉。 所述石槽子石的添加量占橡胶质量的40%_60%。
[0009] 下面对本发明做进一步解释和说明： 尾矿中回收石榴子石矿粉作为无机填料应用橡胶的具体步骤： 以尾矿为原料，采用螺旋溜槽进行预富集，采用高梯度强磁选机进行精选，磁场强度为 80 X 104A/m，得到石榴子石精矿，石榴子石精矿中石榴子石含量达到83%以上，石榴子石矿 物回收率达到65%以上。采用水利分级，回收-0. 074mm以下的石榴子石微粉，然后在搅拌 球磨机中细磨，磨矿时间为30min，矿粉平均粒径在2. 5 μ m以下，脱水，烘干得到石榴子石 矿粉。石榴子石矿粉与橡胶等原料进行混炼成胶料，应用到橡胶中。
[0010] 与现有技术相比，本发明的优势在于： 1、 石榴子石应用橡胶中，可以替代碳酸钙和陶土等无机填料，既开拓了石榴子石应用 领域，又节约碳酸钙和陶土等矿产资源，有利于保护环境。 2、 尾矿中回收石榴子石，减少尾矿排放量，回收了资源。 3、 回收石榴子石矿物采用重选-磁选-分级工艺，降低细磨成本，工艺适应广。 4、 由于石榴子石特有的化学惰性和高硬度，在耐腐、耐磨、耐热空气老化等材料具有 其特有优势，是一种新型无机填料，在橡胶行业具有较大发展前途。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是从尾矿中浮选石榴子石精矿填料的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合具体实施例对本发明做进一步的解释和说明，除另有说明外，本发明实 施例所指百分含量均指质量百分含量。
[0013] 一、原料： 多金属尾矿成分见表1。 表1多金属尾矿多元素分析结果（％)
【权利要求】
1. 石榴子石作为无机填料在橡胶中的应用。
2. 根据权利要求1所述应用，其特征是，所述石榴子石为平均粒径在2. 5 μ m以下，且石 榴子石矿物含量达到80%以上的石榴子石矿粉。
3. 根据权利要求2所述应用，其特征是，所述石榴子石是通过以下步骤从尾矿中回收 得到的： 以金属尾矿为原料，采用螺旋溜槽进行预富集，磁选，磁场强度为（75-85) X 104A/m，得 到石榴子石精矿；采用水力旋流器分级，回收-〇. 〇74_以下的石榴子石微粉，然后细磨，细 磨的磨矿时间为30 min -50min，使得矿粉平均粒径在2. 5μπι以下，脱水，烘干得到石榴子 石矿粉。
4. 根据权利要求1-3之一所述应用，其特征是，所述石榴子石的添加量占橡胶质量的 40%-60%〇
5. 根据权利4所述，石榴子石矿粉作为无机填料应用橡胶中，经检测，其胶料冲击弹性 和耐老化性能优异，拉伸强度和撕裂强度均优于碳酸钙等胶料，是一种新型无机填料。
【文档编号】C08K3/22GK104109257SQ201410169586
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】周虎强, 王全亮, 赵建湘 申请人:湖南有色金属研究院