一种以工业废渣为主原料的玻璃纤维及其制备方法技术

本申请提供了一种以工业废渣为主原料的玻璃纤维，所述玻璃纤维原料包括如下组分：锂工业尾矿0～200质量份；煤矸石70～200质量份；高硅铝伴生矿400～650质量份。本申请以煤工业尾矿、低品位伴生矿以及锂工业尾矿为主要原料生产玻璃纤维的方法，一方面能够有效地解决目前优质叶蜡石紧缺，同时减少或取消化工原料的使用，有助于玻纤生产降低成本；另一方面可以减少石英粉单独粉磨引起的职业健康问题，以及煤矸石和锂工业尾矿处理面临的环保问题，具有可观的经济和社会效益。可观的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种以工业废渣为主原料的玻璃纤维及其制备方法


[0001]本申请涉及玻璃纤维生产
，尤其涉及一种以煤矸石、锂工业尾矿等废弃物资源，搭配高硅铝伴生矿为主原料的玻璃纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，一般地，目前常见的无碱玻璃纤维及特种性能玻璃纤维的组合物配比主要基于SiO2‑
Al2O3‑
CaO或SiO2‑
Al2O3‑
MgO三元体系，以及SiO2‑
Al2O3‑
CaO
‑
MgO四元体系，产品具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高等特点，广泛应用于建筑、交通、电子、电气、化工、冶金、环境保护、国防等各个领域。
[0003]玻璃纤维生产以叶蜡石、高岭土、石英、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石等矿物原料为主，经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造而成。其中满足玻璃纤维生产要求的叶蜡石、高岭土等矿物原料的资源蕴藏具有一定的地域性，且随着国内玻璃纤维产能的不断提升，以及国家严厉的生态、环保政策出台，玻璃纤维生产所需的优质矿物资源越趋匮乏，生产成本不断攀高。
[0004]玻璃纤维生产中对石英有着严格的质量要求，特别是颗粒度及粒径分布。颗粒大时会使熔化困难，容易产生结石、条纹等缺陷，影响玻璃液质量；颗粒度过细容易飞扬、结块，使配合料不易混合均匀。由于质量越纯净的石英，其结晶度越高，石英岩的硬度越高，粉磨的难度和能耗越高，在石英粉磨加工中也容易产生细粉尘，存在职业健康等风险。
[0005]煤矸石是我国独有的硅铝质矿产资源，赋存于煤层夹矸、顶底板或单独矿层中，与煤共生。由于我国煤炭资源储量巨大，在煤炭的采选过程中，生产的煤矸石存量也与日俱增。然而，煤矸石开发在我国效率较低，多被作为尾矿废弃堆置，不仅对环境造成了污染，更是矿产资源的巨大浪费。
[0006]锂辉石精矿中氧化锂含量约5.0％～8.5％。目前锂辉石的提锂产品主要为碳酸锂，目前工业上主要采用硫酸法工艺，锂矿经过磨细
‑
焙烧
‑
浸出后，加入硫酸盐除杂过滤，得到硫酸锂溶液。利用该溶液制备沉淀的碳酸锂后洗涤干燥获得产品，同时产生一定量的尾矿，加重了企业环保处理压力。
[0007]高硅铝伴生矿是一种矿物组成为以高岭土、叶蜡石和石英为主，同时伴生少量长石、霞石等的硅酸盐矿物，在化学成分上，以SiO2、Al2O3为主，微量元素相对较高，一般应用于耐火材料或建筑行业，资源利用率相对较低，附加值不高。
[0008]近年来，随着工业技术及装备的发展，玻璃纤维的生产条件得到较大的改善和进步，特别是玻璃配方技术、池窑及燃烧设计和拉丝工艺得到全面革新。在新技术和新装备的加持下，玻璃原料的使用选择面得到了拓宽，部分工业尾矿及自然伴生矿以其良好的质量，经评估，可以作为一种玻璃原料在玻璃纤维中应用。

技术实现思路

[0009]本申请的目的是针对目前环保政策压力、优质矿物资源匮乏情况，提出一种以工
业废渣为主原料的玻璃纤维及其制备方案。通过合理使用工业废弃物，替代当前玻璃纤维生产主要使用的叶蜡石、高岭土和石英等原料，降低玻璃纤维生产原料供应风险。
[0010]本申请为达到以上目的，本申请的一个方面是提供一种以工业废渣为主原料的玻璃纤维，其原料包括如下组分：
[0011]锂工业尾矿
ꢀꢀꢀꢀꢀ
0～200质量份；
[0012]煤矸石
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
70～200质量份；
[0013]高硅铝伴生矿
ꢀꢀꢀ
400～650质量份。
[0014]进一步，所述玻璃纤维原料包含如下组分：
[0015]锂工业尾矿
ꢀꢀꢀꢀꢀ
25
‑
180质量份；
[0016]煤矸石
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
90
‑
140质量份；
[0017]高硅铝伴生矿
ꢀꢀ
445
‑
570质量份；
[0018]其中，所述玻璃纤维原料中不包含叶蜡石、常规高岭土和石英。
[0019]进一步，所述锂工业尾矿的组分以质量百分比计，包括：
[0020][0021]进一步，所述锂工业尾矿的组分以质量百分比计，包括：
[0022][0023]所述锂工业尾料COD值为≤500mg
·
L
‑1，组分以SiO2和Al2O3为主，其中含有少量Li2O，对玻璃熔制有一定的助熔作用。
[0024]进一步，所述煤矸石的组分以质量百分比计，包括：
[0025][0026][0027]进一步，所述煤矸石的组分以质量百分比计，包括：
[0028][0029]所述煤矸石的COD值为4000～15000mg
·
L
‑1。从成分上看，所述煤矸石与高岭石的成分接近，但含有一定的含C量，致使原料中化学需氧量(COD)值较高，对调节池窑气氛、控制玻璃的氧化还原度(Redox)系数有促进作用。
[0030]进一步，所述高硅铝伴生矿的组分以质量百分比计，包括：
[0031][0032]进一步，所述高硅铝伴生矿的组分以质量百分比计，包括：
[0033][0034][0035]所述高硅铝伴生矿的COD值为≤500mg
·
L
‑1，其主要存在形式有白泡石、珍珠岩、砂岩等。在玻璃纤维生产中主要作用为提供SiO2。
[0036]进一步，所述R2O为K2O和/或Na2O。
[0037]根据本申请的第二个方面，提供前述以工业废渣为主原料的玻璃纤维的制备方法，包括如下步骤：
[0038]S1：对锂矿工业提取有效资源后产生的锂工业尾矿进行除铁除硫处理后进行干燥处理；
[0039]S2：以经步骤S1处理的锂工业尾矿、煤矸石和高硅铝伴生矿为主要原料，进行粉磨处理后制得玻璃配合料；
[0040]S3：将步骤S2制得的玻璃配合料输送至池窑进行高温熔融后拉丝制成玻璃纤维。
[0041]其中，所述步骤S2中粉磨后的玻璃配合料粒度为45μm筛余＜1％，COD值为1100～1600mg
·
L
‑1。
[0042]本申请申请技术方案以煤矸石、锂工业尾矿、高硅铝伴生矿为主要原料，替代现有常规玻璃配合料中的优质叶蜡石、常规高岭土和石英进行玻璃配合料配制。控制玻璃配合料的主体成分稳定，调整COD和SO3在合理范围内，实现玻璃纤维的稳定生产。
[0043]与现有技术相比，本申请以煤工业尾矿、低品位高硅铝伴生矿以及锂工业尾矿为主要原料生产玻璃纤维，具有以下有益效果：
[0044]1、能够有效地解决目前优质叶蜡石紧缺，同时减少或取消化工原料的使用，有助于玻纤生产降低成本；
[0045]2、可以减少石英粉单独粉磨引起的职业健康问题；
[0046]3、可有效减少煤矸石和锂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以工业废渣为主原料的玻璃纤维，其特征在于，所述玻璃纤维原料包括如下组分：锂工业尾矿
ꢀꢀꢀꢀꢀ
0～200质量份；煤矸石
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
70～200质量份；高硅铝伴生矿
ꢀꢀꢀ
400～650质量份。2.根据权利要求1所述的玻璃纤维，其特征在于，所述玻璃纤维原料包括如下组分：锂工业尾矿
ꢀꢀꢀꢀꢀ
25
‑
180质量份；煤矸石
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
90
‑
140质量份；高硅铝伴生矿
ꢀꢀ
445
‑
570质量份；其中，所述玻璃纤维原料中不包含叶蜡石、常规高岭土和石英。3.根据权利要求1所述的玻璃纤维，其特征在于，所述锂工业尾矿的组分以质量百分比计，表示如下：4.根据权利要求3所述的玻璃纤维，其特征在于，所述锂工业尾料的COD值为≤500mg
·
L
‑1。5.根据权利要求1所述的玻璃纤维，其特征在于，所述煤矸石的组分以质量百分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张毓强，洪秀成，邢文忠，章林，柴云峰，许明初，
申请(专利权)人：巨石集团有限公司，
类型：发明
国别省市：