用于制备连续火山岩纤维原料的预处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及使用火山岩制备连续纤维领域，具体设及一种用于制备连续火山岩纤 维原料的预处理方法。
【背景技术】
[0002] 火山岩，是火山是火山作用时喷出的岩浆冷凝、成岩等作用形成的岩石。按照Si化 含量从高到低进行划分，火山岩包括：酸性火山岩、中性火山岩、碱性火山岩和超碱性火山 岩。火山岩因由火山爆发而形成，其储量巨大且是一种可持续利用的原料。目前，火山岩 已被广泛应用于建筑石材、管道、路基骨料和水处理等领域，其中被用于制备连续纤维是国 内外新兴行业，如生产连续玄武岩纤维和安山岩纤维。CN100509670C公开了一种玄武 岩纤维生产的方法及设备，该专利提及原料的成分要求及破碎运一过程，但是没有提及原 料预氧化处理。CN1210094A公开了一种制备耐碱玄武岩纤维的原料配合方法及池害设 计。该专利对原料的预处理在于通过引入错英石和蛋石等W提高玄武岩纤维的耐碱性。CN 103429543A公开了一种制备连续玄武岩纤维原料的配方，具体为包含30% -70%的玄武 岩或辉绿岩，8% -40%的石英组分，5% -30%的的矿渣。此专利实质为一种通过物理混合 调整到要求配方的方法。CN103502160A公开了一种制备连续玄武岩纤维原料的方法，具 体为使用至少一种粘合剂将玄武岩、石英砂或矿渣颗粒混合并制备成尺寸上限为30mm和 下限为1mm的模制体，此专利也为一种通过物理混合调整到要求配方的方法，特别地为了 适应制备连续玄武岩纤维通用的使用颗粒料的加料方式而制作有尺寸要求的成模制体。
[0003] 然而，目前全球复合材料用连续纤维仍W玻璃纤维占绝对市场份额；碳纤维和芳 绝纤维占据高端的航空航天、武器装备、交通工具和体育用品市场；连续火山岩纤维行业仍 处于发展初期。连续火山岩纤维行业技术问题主要为：国内外生产连续火山岩纤维的销锭 合金漏板孔数仍W400孔为主，而玻璃纤维池害厂家的漏板孔数已基本达到4000孔，甚至 6000孔W上；连续火山岩纤维生产仍W相蜗或小型害炉为主，未能实现大池害烙化拉丝技 术，而玻璃纤维已实现了大池害烙化拉丝技术；连续火山岩纤维生产拉丝满筒率低，纤维不 定时断丝，生产连续火山岩纤维成本居高不下。而上述问题的本质原因在于火山岩烙化及 拉丝过程中的一个受溫度和烙化时的氧化/还原氛围影响的平衡反应即：
[0004]
阳〇化]上述两种铁氧化物的类型及比例直接影响火山岩烙体的网络结构和透热性等性 能。FeO的配位数为6,而化2〇3的配位数为6或4,故在火山岩烙体的网络中，FeO和化2〇3 分别被认为是网络外体和网络中间体。网络中间体的Fe2〇3可转变为网络形成体，而提高烙 体的粘度，降低热膨胀系数，有利于连续火山岩纤维的生产稳定性和提高纤维的拉伸强度。 同时，火山岩烙体的透热性低，由于火山岩成份中富含FeO和化2〇3，高含量的铁氧化物使烙 体呈黑栋色，透热性约为普通浅色玻璃透热性的五分之一。相同含量的FeO在可见光谱区 的吸收能力约为化2〇3的10倍，即相同含量两种火山岩，FeO火山岩烙体透热性仅约为化2〇3 火山岩的1/10。综上所述火山岩烙体中的FeO不利于生产其生产连续纤维，而单质铁甚至 会造成销锭合金漏板中毒，本发明的核屯、即是将火山岩中其部分或全部FeO氧化为化2〇3。
【发明内容】
[0006] [要解决的技术问题]
[0007] 本发明的目的是解决上述现有技术问题，提供一种用于制备连续火山岩纤维原料 的预处理方法。该方法通过将火山岩中其部分或全部FeO氧化为化2〇3,W稳定火山岩烙 体的粘度、增加火山岩烙体的透热性、降低热膨胀系数，有利于连续火山岩纤维的生产稳定 性。 阳00引[技术方案]
[0009] 为了达到上述的技术效果，本发明采取W下技术方案：
[0010] 一种用于制备连续火山岩纤维的原料的预处理方法，它包括W下步骤：
[0011] 将火山岩粉碎成30~500目的粉体后，置于高溫设备中并通入空气或氧气高溫氧 化处理1~SOOmin后，使其成分中化0占总铁氧化物的质量分数《33. 3%，再加入氧化氛 围的制备连续玄武岩纤维的相蜗、烙炉或池害中；
[0012] 或者，将火山岩粉碎成30~500目的粉体后，加入氧化剂混合均匀，所述氧化剂加 入量为火山岩质量的1~24%，然后加入氧化氛围的制备连续玄武岩纤维的相蜗、烙炉或 池害中。
[0013] 根据本发明更进一步的技术方案，所述火山岩是二氧化娃质量含量为46~65% 的中性火山岩或碱性火山岩。
[0014] 根据本发明更进一步的技术方案，所述火山岩选自闪长岩、安山岩、玄武安山岩、 玄武岩、辉长岩或辉绿岩。
[0015] 根据本发明更进一步的技术方案，所述粉碎的方式为先利用飄式破碎机作为一级 破碎，再选用圆锥破碎机作为二级破碎，最后选用磨机加工到50~500目的粉体。
[0016] 根据本发明的一个优选实施方案，所述火山岩粉碎成200目的粉体。
[0017] 根据本发明更进一步的技术方案，所述高溫设备选自回转害、回转炉、流化床、管 式炉、回旋炉、般烧炉、旋流动态般烧炉或悬浮般烧害。
[0018] 根据本发明的另一个优选实施方案，所述通入空气或氧气的时间为10~SOOmin。
[0019] 根据本发明的另一个优选实施方案，所述高溫氧化处理溫度为550~900°C。
[0020] 根据本发明更进一步的技术方案，所述氧化剂选自硝酸盐及其水合物、硫酸盐及 其水合物、神的氧化物、氧化姉、氨氧化姉、重铭酸盐、铭酸盐、氧化儘或氨氧化车孟。
[0021] 根据本发明更进一步的技术方案，所述硝酸盐选自硝酸巧、硝酸钟、硝酸钢、硝酸 领或硝酸锭；所述硫酸盐选自硫酸钢、硫酸巧或硫酸钟；所述神的氧化物选自Ξ氧化二神 或五氧化二神；所述重铭酸盐选自重铭酸钟或重铭酸钢；所述铭酸盐选自铭酸钟或铭酸 钢。
[0022] 根据本发明更进一步的技术方案，所述混合均匀使用的混合设备选自抄举式混料 机、转鼓式混料机、艾立赫式混料机、奖叶式混料机或对流强制混料机。
[0023] 下面将详细地说明本发明。
[0024] 本发明通过将FeO部分或全部氧化为化2〇3,W使获得到火山岩原料更利于制备连 续火山岩纤维。本发明中，所述的高溫氧化是指将溫度升溫至火山岩的玻璃化转变溫度到 烙点的某一溫度，最优溫度为80(TC。并且本发明使用的高溫设备带有加热功能，可将火山 岩粉体加热到上述溫