[发明专利]一种利用赤泥制备铝硅酸盐耐碱玻璃纤维的方法

说明书

本发明公开了一种利用赤泥制备铝硅酸盐耐碱玻璃纤维的方法，涉及工业固体废弃物赤泥的合理利用领域和玻璃纤维材料领域。本发明中原料的质量百分比为：赤泥18～32%、SiO₂ 53～60%、CaO 7～11%、MgO 3～4%、Al₂O₃ 1～6%。经过赤泥的预处理、配料计算、称量、混合、溶制、成型(或拉制)、冷却等工序，制得耐碱性能较优的铝硅酸盐玻璃纤维。本发明的有益之处在于，将赤泥以一种绿色高价的方式加以回收利用，不仅对改善环境有利，而且能降低耐碱玻璃纤维的生产成本，有助于推广GRC(Glass Fiber Reinforced Concrete or Cement玻璃纤维增强混凝土)材料，具有良好的社会经济效益。

技术领域

本发明涉及工业固体废弃物赤泥的合理利用领域和玻璃纤维材料领域，具体涉及一种利用赤泥制备铝硅酸盐耐碱玻璃纤维的方法。

背景技术

随着制铝工业的不断发展，其中的强碱工业废渣赤泥的堆放越来越多，每生产一吨氧化铝，就会排放出0.6~1.8吨赤泥，大量生产的赤泥几乎都是露天堆放的，这不仅没有将赤泥的作用全部发挥出来，而且堆放的赤泥对当地的环境有很大的破坏，PH高达12.5的赤泥浸出液，不仅对其周围的水资源、空气、土壤、微生物等造成严重的污染，还会对当地人的生活造成了直接或间接的影响。因此节约资源，保护环境，对赤泥的合理利用的研究是一个势在必行的研究课题。

目前对于赤泥的合理开发应用有限，主要的应用有三个方向，其一是在建筑材料和新型功能材料的制备，这也是目前赤泥应用最多的方向；其二是用于保护环境作为吸附材料的应用；其三是对赤泥中有价金属的提取和回收的应用。虽然对赤泥的研究每年都在加深，但目前世界上对赤泥的合理利用只有15%左右，我国对赤泥的利用仅有4%左右。

玻璃纤维最早被开发出来是为了替代石棉纤维的，但早期的玻璃纤维耐碱性能较差，使用的是中碱玻璃纤维，在水泥中很快就丧失了强度。直到1970年，英国首先发明了含氧化锆的耐碱玻璃纤维，使得GRC (Glass Fiber Reinforced Concrete or Cement玻璃纤维增强混凝土)材料的广泛应用成为可能，但氧化锆的引入使得玻璃的溶制和拉丝温度提高，而且对于企业来说，生产成本也在升高。

通过玄武岩玻璃的研究发现，其成分中不含有氧化锆，但具有较好的耐碱性能，与其表面产生的含有Fe³⁺、Mg²⁺的不容化合物有关，因此将含有Fe₂O₃、MgO的赤泥作为原料来制备铝硅酸盐耐碱玻璃纤维成为可能，不仅可以增加赤泥的消耗，还可以降低耐碱玻璃纤维的生产成本，带来的一定的社会经济效益。

发明内容

本发明的目的是增加赤泥被利用的渠道，降低赤泥的堆放，让赤泥得到较为合理的利用，降低赤泥对周边环境的污染破坏，除此之外，将赤泥作为铝硅酸盐玻璃纤维生产的主要原料，可以降低耐碱玻璃纤维的生产成本，进一步刺激了赤泥的消耗。

本发明的技术方案如下：

一种以赤泥为原料的铝硅酸盐耐碱玻璃纤维的组合物，其特征如下，原料的质量百分比为：赤泥 18～32%、SiO₂ 53～60%、CaO 7～11%、MgO 3～4%、Al₂O₃ 1～6%。

所述的赤泥为经过预处理的拜耳法赤泥，处理方法为：煅烧(在800~900℃的温度下煅烧3~5小时)，再研磨、过筛。

上述玻璃纤维中的氧化物质量百分比的组成如下：SiO₂ 60～64%、Al₂O₃ 7～11%、CaO 9～13%、Fe₂O₃ 7～10%、MgO 4～5%、Na₂O 2～4%、TiO₂ 1～2%，其他0~1%，其中“0”为无限接近于0而不为0。