[發明專利]一種制備巖漿巖纖維的原料配合料及巖漿巖纖維的制備方法

有效

• 申請號: 202010147170.8
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111517659B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 霍泳霖;霍冀川
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: C03C13/06
• 分類號: C03C13/06;C03B37/00
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

本發明公開了一種制備巖漿巖纖維的原料配合料及巖漿巖纖維的制備方法，其特征是：原料配合料是重量百分比為50～90%的巖漿巖、10～50%的氣化爐渣和0～30%的輔助原料混合均勻并粉磨至顆粒小于80目而制成的用于生產巖漿巖纖維的原料配合料；巖漿巖纖維的制備方法是將原料配合料加熱至1420℃～1500℃溫度下熔制7～24小時，再進行拉絲，即制得。采用本發明，原材料資源豐富、易得，充分利用工業固體廢棄物氣化爐渣，變廢為寶，降低生產成本低；輔助原料方便對制備的巖漿巖纖維材料進行化學成分和主要礦物成份的設計，改善玻璃熔制料性，有利于成纖，提高拉絲性能，更適合拉絲作業，便于大規模穩定工業生產，實用性強。

技術領域

本發明屬于工業固體廢棄物資源化利用和纖維的制備，涉及一種制備巖漿巖纖維的原料配合料及巖漿巖纖維的制備方法。本發明制備巖漿巖纖維的原料配合料特別適用于巖漿巖纖維的工業生產，制備的巖漿巖纖維是一種性能優異、綠色環保的無機非金屬材料，可以廣泛用于纖維增強復合材料、摩擦材料、隔熱材料、高溫過濾織物以及防護、造船、汽車、水利水電、道路交通、國防軍工等領域。

背景技術

隨著社會經濟的發展，我國煤化工行業保持快速增長的發展態勢，產量規模日益增大。煤化工行業的發展也不可避免的帶來了環境污染問題。近年來，以煤氣化為核心技術之一的煤制氣、煤制油等產業在我國得到了大力發展，從現有工藝技術路線看，煤化工氣化過程能產生廢氣、廢水、廢固等。廢氣的產生可以通過排入火炬燃燒等方式，廢液的產生可以通過生化處理等方式，實現治理。但廢固(氣化爐渣)由于體量龐大，一個百萬噸級的煤間接制油項目每年會產生超過60萬噸的氣化爐渣，其有效處理程度并不高，需要租用大量土地堆放，一定程度上也制約了煤化工行業的綠色發展。

氣化爐渣又稱氣化灰渣，是煤在氣化爐中燃燒氣化后的固體殘留物，是煤中礦物質在煤氣化過程中經過一系列分解、化合反應，首先轉變成灰分，然后在氣化爐高溫爐膛中心變成熔融液態渣，在重力作用下，自流入氣化爐下部的冷卻室形成。氣化爐渣化學組成和性質的差異與煤的灰分組成、助熔劑類型和引入量、氣化工藝和冷卻方式等多種因素有關。經急冷得到的氣化爐渣以非晶態玻璃體為主，自然冷卻有長石、石英、氧化鐵等。

目前，氣化爐渣在吸附材料、水泥基混凝土和泡沫混凝土、道路建筑材料、回填材料、硅酸鹽水泥、利用蚯蚓處理氣化爐粗渣、生產燒結建筑材料制磚等方面得到一些應用，但很多都不成熟，有的尚處于研究階段。一般采用租賃土地對其進行填埋處理，若選址不合理或防滲措施不到位，可能對水體和土壤造成污染。因此對氣化爐渣的處理方案、技術手段的需求尤為迫切，實現氣化爐渣的有效利用，是解決煤化工產業環保問題的關鍵技術，對我國煤化工產業綠色低碳、循環發展具有重要的意義。

巖漿巖又稱火成巖，是由巖漿噴出地表或侵入地殼冷卻凝固所形成的巖石，是組成地殼的主要巖石，約占地殼總體積的65％、總質量的95％。巖漿是在地殼深處或上地幔產生的高溫熾熱、粘稠、含有揮發分的硅酸鹽熔融體，是形成各種巖漿巖和巖漿礦床的母體。SiO₂是巖漿巖中最主要的一種氧化物，因此，它的含量有規律的變化是巖漿巖分類的主要基礎。根據SiO₂含量，可以把巖漿巖分成四個大類：超基性巖(SiO₂小于45％)、基性巖(SiO₂45-52％)、中性巖(SiO₂ 52-66％)和酸性巖(SiO₂大于66％)，其主要化學成分是SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、MgO、CaO、Na₂O、K₂O、Ti₂O等。巖漿巖主要礦物成份：超基性巖為橄欖石和輝石，基性巖為長石和輝石，中性巖為長石和角閃石，酸性巖石英和長石。橄欖石是島狀結構的硅酸鹽礦物、輝石和角閃石是鏈狀結構的硅酸鹽礦物、長石是架狀結構的硅酸鹽礦物，石英是是由二氧化硅組成具有架狀結構的礦物。SiO₂重量百分比例為45％～72％的巖漿巖，主要礦物成份為長石和輝石或長石和角閃石或石英和長石，其主要礦物結構為鏈狀和架狀結構。