[发明专利]一种利用工业尾矿的无机纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机纤维材料领域，特别涉及一种利用铁尾矿或铜尾矿等工业废弃物在高温下熔化制备的无机纤维及其制备方法。

背景技术

无机纤维材料被广泛应用于许多领域，如：用于隔热或隔音层，用作建筑材料的增强纤维，用作造纸原料，用作车辆刹车片等摩擦材料。用于制备无机纤维的原料来源较广泛，其产品包括玻璃纤维、岩棉、矿棉、玻璃棉等等。

利用粉煤灰、赤泥、玄武岩、钢渣、矿渣等为原料制备无机纤维已有较多应用，并有专利报道，但利用铁尾矿或铜尾矿制备无机纤维材料未见之专利报道。

尾矿资源巨大，有大量的堆积，近年的排放量也不断增长，如果不加以利用，实现资源化，会造成巨大的环境问题和安全问题，也浪费了宝贵的资源。以往的填埋、覆盖等处理方法不能从根本上解决尾矿所带来的环境和社会问题，在筑路、建材、陶瓷等领域的利用，也不能实现尾矿价值的理想发挥，如何实现尾矿的综合利用，实现尾矿产品的高附加值倍受关注。工业尾矿，如铁尾矿(铁尾矿的主要化学成分可参见：鞍本地区选铁尾矿资源现状与利用前景，岳铁兵，矿产保护与利用，2011年12月第6期)、铜尾矿(铜尾矿多元素的主要化学成分可参见：赤峰铜矿尾矿的综合利用，王苹，董风芝，金属矿山，2010年第3期)等的主要成分为SiO₂、Al₂O₃、CaO、Na₂O、MgO、Fe₂O₃、B₂O₃等，利用工业尾矿为主要原料，将其制备成纤维材料是实现尾矿高附加值综合利用的有效途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用工业尾矿的无机纤维及其制备方法，以使尾矿获得高附加值的利用，同时实现扩大无机纤维制备原料来源的目的，解决尾矿所带来的环境和社会问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种利用工业尾矿的无机纤维，按重量百分比计，其原料组成为：

工业尾矿30-80wt％，辅助组分0-20wt％，焦炭或煤20-40wt％，助剂为工业尾矿的0.2-10wt％，表面处理剂为工业尾矿的0.1-5wt％。

所述利用工业尾矿的无机纤维，按重量百分比计，其原料组成优选为：

工业尾矿50-70wt％，辅助组分1-10wt％，焦炭或煤25-35wt％，助剂为工业尾矿的0.5-5wt％，表面处理剂为工业尾矿的0.2-2wt％。

本发明中，各组成部分的作用如下：

(1)工业尾矿

铁尾矿、铜尾矿等工业尾矿中含有较多的SiO₂、Al₂O₃等成分，是玻璃纤维的主要组成成分，通过高温熔化，可以在微观结构中形成连续的网络，是纤维形成的基本组成。

(2)辅助组分

辅助组分主要用来调整成分中的氧化硅、氧化铝、氧化钙等组分的百分含量，使之具有良好的成纤条件，或者调整熔融体的粘度，也可以起到调整纤维的强度等性能的作用。

(3)焦炭或煤

焦炭或煤主要作用是提供尾矿熔融所需热量。

(4)助剂

助剂主要是起到降低熔融温度，或者是调整熔融体粘度，或者是改善尾矿纤维的韧性，或者是降低纤维的脆性，或者是改善纤维强度等作用。

(5)表面处理剂

表面处理剂主要作用是改变纤维的表面性质，防止水或水汽渗入，或者是冷却纤维，或者是增加纤维的韧性，或者是降低其脆性，或者是促进矿物质从纤维表面的溶解，或者是促进纤维表面的软化，或者是使纤维相互有一定的胶结能力等。

所述的工业尾矿为铁尾矿、铜尾矿中的一种或两种。

所述的辅助组分选自可以提供SiO₂、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、Al₂O₃、B₂O₃、P₂O₅中的一种或一种以上氧化物成分的组分；

所述的辅助组分选自石英砂、砂岩、石英岩、石灰石、石灰、方解石、白垩、白云石、菱镁石、纯碱、氢氧化钠、硫酸钠、硝酸钠、碳酸钾、硝酸钾、磷酸钠、磷酸钙、磷酸铝、长石、腊石、氧化铝、氢氧化铝、硼酸、硼砂、硼镁石、硅钙硼石中的一种或一种以上；