[发明专利]一种矿物纤维原料的制备方法以及获得的矿物纤维原料

说明书

本发明涉及一种矿物纤维原料的制备方法和通过所述方法制备的矿物纤维原料，所述方法包括以下步骤：(1)将长石和辉石颗粒按一定比例混合，使得其中长石的质量分数为50％～70％，辉石的质量分数为25％～35％，长石和辉石总质量分数大于85％，且伴生矿物质量分数不大于15％；(2)将该混合物放入铂金坩埚中，并在高温下加热熔融，获得均匀的硅酸盐熔体；和(3)将该熔体从炉中取出，置于空气中自然冷却，得到非晶态硅酸盐固体产物，将该固体破碎从而得到所述矿物纤维原料。

技术领域

本发明涉及一种矿物纤维原料的制备方法和通过该方法获得的矿物纤维原料。通过本发明的方法制备的矿物纤维原料可以用于生产性能稳定的矿物纤维。

背景技术

某些矿物和岩石，如辉绿岩、白云石、花岗岩、玄武岩、石灰岩等，经高温熔融后得到的熔体具有一定的粘度，适宜通过拉丝工艺制成纤维产品。而且，特定成分的岩石，如辉绿岩、玄武岩等，可在一定条件下制成连续纤维。此类连续纤维在力学、电学等方面具有优异性能，与玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维一并被我国列入了重点发展的四大纤维。

目前的硅酸盐连续纤维，尤其是玄武岩纤维的生产过程中，由于天然岩石的组成复杂，杂质较多，成分的波动造成了纤维性能的不稳定，产品离散率高，影响其高端应用。矿物纤维的生产工艺强调以化学成分配比来限定原料配方，但岩石中主要化学成分多达十几种，且纯化学原料与岩石相比在熔点、结构、化学活性等方面存在差异，因而用化学成分调配原料的方式基本不可实现；而采用岩石混配的方式，又受限于各成分间的相互关联，变量较多，难以调配。鉴于此，本发明提出一种采用单矿物混配的方式制备纤维原料的方法，其中涉及矿物可通过选矿方式除杂提纯，而一种矿物的化学成分由其端员组分所限定，是相对明确的。所用的长石、辉石，是组成玄武岩、辉绿岩、辉长岩的主要矿物，但其混配方式比上述岩石更为灵活，因此本发明的方法可通过优化矿物配比，实现纤维原料成分的均一化调控，进而实现对纤维产品性能的稳定控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿物纤维原料的制备方法，该方法以长石和辉石两种自然界常见的矿物为主要原料，通过优化配比、搅拌混合，得到包含长石和辉石作为主要组分的矿物混合物。该矿物混合物不可避免地混入有伴生矿物。然后该矿物混合物经受高温熔融、冷却破碎等步骤，获得一种非晶态硅酸盐固体产物，可作为生产矿物纤维的矿物纤维原料。本发明的制备方法实施过程简单，所用原料丰富廉价，易于推广。

具体地，本发明的矿物纤维原料的制备方法包括以下步骤：

(1)选取已知成分的长石、辉石矿物，分别破碎、过筛获得各自的矿物颗粒，将两种矿物颗粒按一定比例混合得到矿物混合物，使得其中长石的质量分数为50％～70％，辉石的质量分数为25％～35％，长石和辉石总质量分数大于85％，且伴生矿物总质量分数不大于15％；

(2)将该矿物混合物放入铂金坩埚，搅拌均匀，在高温下加热熔融一段时间，获得均匀的硅酸盐熔体；和

(3)将坩埚从炉中取出，置于空气中自然冷却，得到非晶态硅酸盐固体产物，将该固体产物破碎后，即制得一种用于生产矿物纤维的原料。