[發明專利]一種利用赤泥制備鋁硅酸鹽耐堿玻璃纖維的方法

在審

• 申請號: 201910484673.1
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110028250A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 岳云龍;陳俊竹;康俊峰;趙繼玲;屈雅;萬向榮;李升;趙金剛
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C03C13/00
• 分類號: C03C13/00;C03C13/06;C03B37/022
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 李茜

本發明公開了一種利用赤泥制備鋁硅酸鹽耐堿玻璃纖維的方法，涉及工業固體廢棄物赤泥的合理利用領域和玻璃纖維材料領域。本發明中原料的質量百分比為：赤泥18～32%、SiO₂ 53～60%、CaO 7～11%、MgO 3～4%、Al₂O₃ 1～6%。經過赤泥的預處理、配料計算、稱量、混合、溶制、成型(或拉制)、冷卻等工序，制得耐堿性能較優的鋁硅酸鹽玻璃纖維。本發明的有益之處在于，將赤泥以一種綠色高價的方式加以回收利用，不僅對改善環境有利，而且能降低耐堿玻璃纖維的生產成本，有助于推廣GRC(Glass Fiber Reinforced Concrete or Cement玻璃纖維增強混凝土)材料，具有良好的社會經濟效益。

技術領域

本發明涉及工業固體廢棄物赤泥的合理利用領域和玻璃纖維材料領域，具體涉及一種利用赤泥制備鋁硅酸鹽耐堿玻璃纖維的方法。

背景技術

隨著制鋁工業的不斷發展，其中的強堿工業廢渣赤泥的堆放越來越多，每生產一噸氧化鋁，就會排放出0.6~1.8噸赤泥，大量生產的赤泥幾乎都是露天堆放的，這不僅沒有將赤泥的作用全部發揮出來，而且堆放的赤泥對當地的環境有很大的破壞，PH高達12.5的赤泥浸出液，不僅對其周圍的水資源、空氣、土壤、微生物等造成嚴重的污染，還會對當地人的生活造成了直接或間接的影響。因此節約資源，保護環境，對赤泥的合理利用的研究是一個勢在必行的研究課題。

目前對于赤泥的合理開發應用有限，主要的應用有三個方向，其一是在建筑材料和新型功能材料的制備，這也是目前赤泥應用最多的方向；其二是用于保護環境作為吸附材料的應用；其三是對赤泥中有價金屬的提取和回收的應用。雖然對赤泥的研究每年都在加深，但目前世界上對赤泥的合理利用只有15%左右，我國對赤泥的利用僅有4%左右。

玻璃纖維最早被開發出來是為了替代石棉纖維的，但早期的玻璃纖維耐堿性能較差，使用的是中堿玻璃纖維，在水泥中很快就喪失了強度。直到1970年，英國首先發明了含氧化鋯的耐堿玻璃纖維，使得GRC (Glass Fiber Reinforced Concrete or Cement玻璃纖維增強混凝土)材料的廣泛應用成為可能，但氧化鋯的引入使得玻璃的溶制和拉絲溫度提高，而且對于企業來說，生產成本也在升高。

通過玄武巖玻璃的研究發現，其成分中不含有氧化鋯，但具有較好的耐堿性能，與其表面產生的含有Fe³⁺、Mg²⁺的不容化合物有關，因此將含有Fe₂O₃、MgO的赤泥作為原料來制備鋁硅酸鹽耐堿玻璃纖維成為可能，不僅可以增加赤泥的消耗，還可以降低耐堿玻璃纖維的生產成本，帶來的一定的社會經濟效益。

發明內容

本發明的目的是增加赤泥被利用的渠道，降低赤泥的堆放，讓赤泥得到較為合理的利用，降低赤泥對周邊環境的污染破壞，除此之外，將赤泥作為鋁硅酸鹽玻璃纖維生產的主要原料，可以降低耐堿玻璃纖維的生產成本，進一步刺激了赤泥的消耗。

本發明的技術方案如下：

一種以赤泥為原料的鋁硅酸鹽耐堿玻璃纖維的組合物，其特征如下，原料的質量百分比為：赤泥 18～32%、SiO₂ 53～60%、CaO 7～11%、MgO 3～4%、Al₂O₃ 1～6%。

所述的赤泥為經過預處理的拜耳法赤泥，處理方法為：煅燒(在800~900℃的溫度下煅燒3~5小時)，再研磨、過篩。

上述玻璃纖維中的氧化物質量百分比的組成如下：SiO₂ 60～64%、Al₂O₃ 7～11%、CaO 9～13%、Fe₂O₃ 7～10%、MgO 4～5%、Na₂O 2～4%、TiO₂ 1～2%，其他0~1%，其中“0”為無限接近于0而不為0。