專利名稱：一種石棉纖維的表面處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種石棉纖維的表面處理方法，屬于礦物加工與化工和環(huán)境保護范疇。
目前的石棉選礦工藝在提取或回收五級以上成品棉的同時產生大量的尾礦，包括纖維很短、利用價值很低的所謂六、七級棉；這些六、七級石棉和尾礦中仍含有數量不等且已單體解離的可以回收利用的石棉纖維，目前的一種較有效的回收利用這些短石棉纖維的方法是利用石棉纖維的可膨脹松解或分離(散)性，以部分五級以上的成品棉作為引棉，通過加入脂肪醇聚氧乙烯、二異辛基磺化琥珀酸鈉、二丁基磺酸鈉等分散劑或表面改性劑，攪拌制成高度分散的石棉纖維漿液，然后加入上述石棉尾礦或六、七級石棉進行攪拌吸附，使其中的短石棉纖維牢固附著于被高度分散的引棉上，再經干燥脫水、松散除砂后即可回收得到五級以上的復合石棉纖維。關于這種回收利用方法，中國發(fā)明專利CN1227774A進行了細致的說明。但是用這種方法得到的復合石棉纖維干燥后是疏水的，在石棉水泥制品中不能應用。因此，其應用領域和市場受到很大限制，使得這種方法難以在石棉尾礦和六、七級短棉的處理和回收利用中推廣應用。將這種復合石棉纖維進行煅燒的方法雖然可以解決其疏水問題，但在有機改性劑被高溫分解的同時復合纖維被部分破壞，導致復合石棉產品的等級下降；同時煅燒后的復合石棉纖維顏色變成黑黃色，影響其色澤。
本發(fā)明針對上述用石棉尾礦和六、七級短棉加工復合石棉纖維工藝存在的不足，提出了一種復合石棉纖維的后期表面處理方法，不僅可以使其由疏水變?yōu)橛H水，而且對于已形成的復合石棉纖維無損傷；同時還可以在一定程度上減少石棉纖維的生理活性，提高其使用的安全性。本發(fā)明方法可以回收石棉尾礦和六、七級短石棉生產達到國家五級石棉以上標準的復合石棉纖維產品。這種復合石棉纖維產品表面親水，可以廣泛應用于石棉水泥制品及其他建材制品。目前我國西部產棉區(qū)大量的石棉尾礦已對生態(tài)環(huán)境構成嚴重威脅，亟待處理。另一方面減少石棉纖維的生理活性，提高使用的安全性已成為石棉加工與利用領域的重大課題。因此，本發(fā)明對于石棉尾礦和六、七級短棉的綜合利用、保護環(huán)境以及石棉纖維的使用安全性均具有重要意義。
本發(fā)明的主要內容本發(fā)明的主要內容是，在引棉、石棉尾礦以及六、七級短棉經分散劑分散和攪拌吸附后的復合石棉纖維漿液中加入無機表面改性劑并進行攪拌反應，使復合石棉纖維表面由疏水性變?yōu)橛H水性。這種無機表面改性劑包括三種。第1種是NaOH和KOH，用量為復合石棉纖維質量的0.3％～3％；第2種是無機礦物粉體，如透閃石、透輝石、海泡石、硅灰石，用量為復合石棉纖維質量的2％～20％；第3種是無機礦物粉體透閃石、透輝石、海泡石、硅灰石與NaOH和KOH復合組成，復合配方為無機礦粉∶堿＝1∶0.05～1.0，用量為復合石棉纖維質量的1％～10％。第2和第3種無機改性劑還能在一定程度上提高復合石棉纖維的白度。
本發(fā)明無機表面改性劑的使用方法在引棉、石棉尾礦以及六、七級短棉經分散劑分散和攪拌吸附后形成的復合石棉纖維漿液中加入本發(fā)明的無機表面改性劑，然后攪拌反應10～50min，反應可以在常溫下進行，也可以加溫進行，溫度越高，攪拌反應的時間越短。反應完畢后，再進行過濾干燥、松解和除砂。
本發(fā)明無機表面改性劑的作用原理(1)酯化反應。強堿與吸附于石棉纖維表面的有機改性劑或分散劑起酯化反應，使其由疏水變?yōu)橐欢ǔ潭鹊挠H水。第1種改性劑NaOH和KOH的作用原理即屬于這種。
(2)表面吸附覆蓋。親水性的無機礦粉吸附于復合石棉纖維表面，遮蓋了表面的疏水部位，使其呈現(xiàn)親水性，因此，用量越大，復合石棉纖維表面的親水性越強。第2種改性劑無機礦物粉體的作用原理即屬于這種。
(3)酯化反應與表面吸附覆蓋聯(lián)合作用。第3種無機礦物粉體與NaOH和KOH復合改性劑的作用原理即屬于這種。
本發(fā)明的石棉纖維表面處理方法具有表面改性劑來源廣、使用方法簡單、處理成本低、水可循環(huán)使用、不損傷復合石棉纖維且在一定程度上可減少石棉纖維的生理活性等特點，有較大的推廣應用價值。
實施例①五級成品石棉80g，加水4L、二異辛基磺化琥珀酸鈉16mL，在攪拌機中攪拌分散20min后加入石棉尾礦粉860g，攪拌吸附5min后加入15gNaOH，并在常溫下攪拌反應30min，然后過濾、干燥、松解、除砂，即得到表面親水的復合石棉纖維。
②五級成品石棉60g，加水4L、二異辛基磺化琥珀酸鈉12mL，在攪拌機中攪拌分散20min后加入石棉尾礦粉880g，攪拌吸附3min后加入60g 325目透閃石粉，并在常溫下攪拌反應20min，然后過濾、干燥、松解、除砂，即得到表面親水的復合石棉纖維。
③五級成品石棉60g，加水4L、二異辛基磺化琥珀酸鈉12mL，在攪拌機中攪拌分散20min后加入石棉尾礦粉890g，攪拌吸附3min后加入50g由325目透閃石粉和NaOH復合配制的無機表面改性劑，并在常溫下攪拌反應30min，然后過濾、干燥、松解、除砂，即得到表面親水的復合石棉纖維。
④五級成品石棉6kg，加水360L、二異辛基磺化琥珀酸鈉1.5kg，在反應釜中攪拌分散20min后加入石棉尾礦粉89kg，攪拌吸附3min后加入5kg由325目透閃石粉和NaOH復合配制的無機表面改性劑，并在常溫下攪拌反應30min，然后過濾、干燥、松解、除砂，即得到表面親水的復合石棉纖維。
權利要求
1.一種石棉纖維的表面處理方法，其特征是在引棉、石棉尾礦以及六、七級短棉經分散劑分散和攪拌吸附后的復合石棉纖維漿液中加入一定量的無機表面改性劑并攪拌反應10～50min。反應可以在常溫下進行，也可以加溫進行。反應完畢后，再進行過濾、干燥、松解和除砂，得到的復合石棉纖維產品達到國家五級石棉以上標準且表面親水。
2.權利要求1中所述的無機表面改性劑包括以下三種(1)NaOH和KOH，用量為石棉纖維質量的0.3％～3％；(2)無機礦物粉體透閃石、透輝石、海泡石、硅灰石，用量為石棉纖維質量的2％～20％；(3)無機礦物粉體透閃石、透輝石、海泡石、硅灰石與NaOH和KOH的復合物，復合配方為無機礦粉∶NaOH或KOH＝1∶0.05～1.0，用量為石棉纖維質量的1％～10％。
全文摘要
本發(fā)明為一種石棉纖維的表面處理方法，是在攪拌吸附后的復合石棉纖維漿液中加入一定量的無機表面改性劑并攪拌反應10～50min。本發(fā)明的無機表面改性劑包括(1)NaOH和KOH；(2)無機礦物粉體透閃石、透輝石、海泡石、硅灰石；(3)無機礦物粉體透閃石、透輝石、海泡石、硅灰石與NaOH和KOH的復合物。本發(fā)明方法的主要特點是無機表面改性劑來源廣、使用方法簡單、處理成本低、不損傷復合石棉纖維且在一定程度上可減少石棉纖維的生理活性。這種方法可以回收石棉尾礦和六、七級短石棉生產達到國家五級石棉以上標準、表面親水的復合石棉纖維產品。
文檔編號C03C25/12GK1702050SQ20041004257
公開日2005年11月30日 申請日期2004年5月24日 優(yōu)先權日2004年5月24日
發(fā)明者鄭水林, 李楊, 朱多功, 李 遠 申請人:中國礦業(yè)大學(北京校區(qū))