[發(fā)明專利]一種非晶火成巖及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010304325.4
• 申請日: 2020-04-17
• 公開（公告）號: CN111439755A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡云楚;黃自知;袁光明;王文磊;胡進波;王瓊;楊濤;夏名出;王馳;李航;王朝輝
• 申請（專利權(quán)）人: 中南林業(yè)科技大學(xué)
• 主分類號: C01B33/26
• 分類號: C01B33/26
• 代理公司: 長沙朕揚知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 毛志杰

本發(fā)明提供了一種非晶火成巖及其制備方法。該方法包括以下步驟：首先將黑曜巖破碎得到黑曜巖細砂，然后再依次進行酸洗、水洗、焙燒、淬冷、球磨，得到非晶火成巖。該方法通過沸騰焙燒和淬冷相結(jié)合的非晶化方法有效解決了黑曜巖的快速非晶化問題，且工藝流程簡短、工藝成本低、生產(chǎn)效率高、安全性高、可操作性強，適于工業(yè)化應(yīng)用。采用該方法制備得到的非晶火成巖，粒度小、純度高、耐酸蝕、強度大且具有非晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，尤其具有抗刮蹭、抗水錘沖擊、耐摩擦的等適應(yīng)于各種環(huán)境下使用的優(yōu)異特性，適于用作航空、航天、軍工、石油、汽車、船舶、工程塑料、建筑等高科技領(lǐng)域的增強耐磨材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦物材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非晶火成巖及其制備方法。

背景技術(shù)

常見的火成巖，如花崗巖，具有中細粒、粗粒結(jié)晶結(jié)構(gòu)或玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)，在碾壓摩擦作用下容易粉狀碎裂，耐磨性較差；黑曜巖，成分與花崗巖相當，具有半晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，除含少量斑晶、雛晶外，其余幾乎全由玻璃質(zhì)組成。而非晶火成巖的耐磨性僅次于鉆石，超過石英和氮化硅，且獨具耐高溫及耐低溫性能(-269-650℃)、耐酸堿、抗氧化、抗輻射、絕熱隔音、防火阻燃、過濾性好、抗壓縮強度和剪切強度高等適應(yīng)于各種環(huán)境下使用的優(yōu)異性能。金屬、水泥、塑料、橡膠、木材中添加非晶火成巖后，力學(xué)性能將大幅度增強，可用作聲納隱形材料、衛(wèi)星隱形材料和防彈材料。以非晶火成巖為原料所制備的非晶火成巖纖維是一種“比鋼輕、比鋼強”的超級增強復(fù)合材料，而非晶火成巖纖維復(fù)合鋁基材料，可以比鋼更輕、更強、更硬、更耐磨且更防腐；非晶火成巖纖維復(fù)合超高分子量聚乙烯，比鋼管更防腐、強度更高、更潤滑，可以替代石油鋼管，應(yīng)用于航空、航天、軍工、石油、汽車、船舶、工程塑料、建筑等高科技領(lǐng)域。目前，制備非晶火成巖粉末產(chǎn)品的研究較少，以黑曜巖作為原料制備非晶火成巖的研究更是未見報道。因此，研究開發(fā)一種以黑曜巖為原料且適于規(guī)模化生產(chǎn)的非晶火成巖的制備方法，有利于拓寬其市場應(yīng)用前景，具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服以上背景技術(shù)中提到的不足和缺陷，提供一種非晶火成巖及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：

一種非晶火成巖的制備方法，包括以下步驟：

首先將黑曜巖破碎得到黑曜巖細砂，然后再依次進行酸洗、水洗、焙燒、淬冷、球磨，得到非晶火成巖。

上述的制備方法，優(yōu)選的，所述焙燒為沸騰焙燒，焙燒溫度為500-1000℃，焙燒時間為5-15min。

上述的制備方法，優(yōu)選的，所述淬冷為冰水淬冷，黑曜巖細砂與冰水的質(zhì)量比為1﹕(1-5)。

本發(fā)明的制備方法，采用沸騰焙燒和冰水淬冷相結(jié)合的方式進行非晶化反應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)黑曜巖粉體的快速非晶化，有效提高火成巖的硬度和耐磨性能。

上述的制備方法，優(yōu)選的，所述黑曜巖為致密塊狀或熔渣狀的酸性玻璃質(zhì)火山巖，其二氧化硅含量＞70％，含水量＜2％，玻璃質(zhì)含量為＞80％。

上述的制備方法，優(yōu)選的，通過酸洗可以去除黑曜巖粉體中鐵氧化物和碳酸鹽等有害成分，所述酸洗包括以下具體操作步驟：將黑曜巖細砂在質(zhì)量分數(shù)為3-12％的鹽酸溶液中浸泡4-8小時，然后瀝干鹽酸溶液，用水重復(fù)清洗2-3次。

上述的制備方法，優(yōu)選的，所述黑曜巖和鹽酸溶液按照重量份為100﹕(50-100)的比例配比。

上述的制備方法，優(yōu)選的，所述破碎是指先將黑曜巖經(jīng)顎式破碎機(優(yōu)選PE400×600)粗碎，然后經(jīng)錘式破碎機(優(yōu)選PCX0706)中碎，最后經(jīng)對輥破碎機(優(yōu)選2PG0850)細碎，篩分后得到粒度為1mm的黑曜巖細砂。