[發明專利]一種以工業廢渣為主原料的玻璃纖維及其制備方法

在審

• 申請號: 202110862874.8
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113480182A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 張毓強;洪秀成;邢文忠;章林;柴云峰;許明初
• 申請（專利權）人: 巨石集團有限公司
• 主分類號: C03C13/02
• 分類號: C03C13/02;C03B37/022
• 代理公司: 北京名華博信知識產權代理有限公司 11453
• 代理人: 韓閃閃

本申請提供了一種以工業廢渣為主原料的玻璃纖維，所述玻璃纖維原料包括如下組分：鋰工業尾礦0～200質量份；煤矸石70～200質量份；高硅鋁伴生礦400～650質量份。本申請以煤工業尾礦、低品位伴生礦以及鋰工業尾礦為主要原料生產玻璃纖維的方法，一方面能夠有效地解決目前優質葉蠟石緊缺，同時減少或取消化工原料的使用，有助于玻纖生產降低成本；另一方面可以減少石英粉單獨粉磨引起的職業健康問題，以及煤矸石和鋰工業尾礦處理面臨的環保問題，具有可觀的經濟和社會效益。

技術領域

本申請涉及玻璃纖維生產技術領域，尤其涉及一種以煤矸石、鋰工業尾礦等廢棄物資源，搭配高硅鋁伴生礦為主原料的玻璃纖維及其制備方法。

背景技術

玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料，一般地，目前常見的無堿玻璃纖維及特種性能玻璃纖維的組合物配比主要基于SiO₂-Al₂O₃-CaO或SiO₂-Al₂O₃-MgO三元體系，以及SiO₂-Al₂O₃-CaO-MgO四元體系，產品具有絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高等特點，廣泛應用于建筑、交通、電子、電氣、化工、冶金、環境保護、國防等各個領域。

玻璃纖維生產以葉蠟石、高嶺土、石英、石灰石、白云石、硼鈣石、硼鎂石等礦物原料為主，經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝制造而成。其中滿足玻璃纖維生產要求的葉蠟石、高嶺土等礦物原料的資源蘊藏具有一定的地域性，且隨著國內玻璃纖維產能的不斷提升，以及國家嚴厲的生態、環保政策出臺，玻璃纖維生產所需的優質礦物資源越趨匱乏，生產成本不斷攀高。

玻璃纖維生產中對石英有著嚴格的質量要求，特別是顆粒度及粒徑分布。顆粒大時會使熔化困難，容易產生結石、條紋等缺陷，影響玻璃液質量；顆粒度過細容易飛揚、結塊，使配合料不易混合均勻。由于質量越純凈的石英，其結晶度越高，石英巖的硬度越高，粉磨的難度和能耗越高，在石英粉磨加工中也容易產生細粉塵，存在職業健康等風險。

煤矸石是我國獨有的硅鋁質礦產資源，賦存于煤層夾矸、頂底板或單獨礦層中，與煤共生。由于我國煤炭資源儲量巨大，在煤炭的采選過程中，生產的煤矸石存量也與日俱增。然而，煤矸石開發在我國效率較低，多被作為尾礦廢棄堆置，不僅對環境造成了污染，更是礦產資源的巨大浪費。

鋰輝石精礦中氧化鋰含量約5.0％～8.5％。目前鋰輝石的提鋰產品主要為碳酸鋰，目前工業上主要采用硫酸法工藝，鋰礦經過磨細-焙燒-浸出后，加入硫酸鹽除雜過濾，得到硫酸鋰溶液。利用該溶液制備沉淀的碳酸鋰后洗滌干燥獲得產品，同時產生一定量的尾礦，加重了企業環保處理壓力。

高硅鋁伴生礦是一種礦物組成為以高嶺土、葉蠟石和石英為主，同時伴生少量長石、霞石等的硅酸鹽礦物，在化學成分上，以SiO₂、Al₂O₃為主，微量元素相對較高，一般應用于耐火材料或建筑行業，資源利用率相對較低，附加值不高。

近年來，隨著工業技術及裝備的發展，玻璃纖維的生產條件得到較大的改善和進步，特別是玻璃配方技術、池窯及燃燒設計和拉絲工藝得到全面革新。在新技術和新裝備的加持下，玻璃原料的使用選擇面得到了拓寬，部分工業尾礦及自然伴生礦以其良好的質量，經評估，可以作為一種玻璃原料在玻璃纖維中應用。

發明內容

本申請的目的是針對目前環保政策壓力、優質礦物資源匱乏情況，提出一種以工業廢渣為主原料的玻璃纖維及其制備方案。通過合理使用工業廢棄物，替代當前玻璃纖維生產主要使用的葉蠟石、高嶺土和石英等原料，降低玻璃纖維生產原料供應風險。

本申請為達到以上目的，本申請的一個方面是提供一種以工業廢渣為主原料的玻璃纖維，其原料包括如下組分：

鋰工業尾礦 0～200質量份；