长期以来, 我国池窑玻纤所用非金属矿物主要以浙江叶腊石为主, 在玻纤产量连年递增的同时, 叶腊石的消耗量也随之而逐渐增大。然而, 叶腊石资源是有限的, 过度的开采使得该资源已濒临枯竭。因此, 为维持池窑玻纤工艺长期发展, 急需一种新的原料来代替叶腊石, 在此背景下高岭土逐渐成为池窑玻纤工艺的新一代主要原料。
1 池窑玻纤原料的要求
池窑玻纤是一种高新技术, 在玻璃纤维成型方面, 它要求达到准光学水平, 在玻璃熔制性能方面难度极大, 并且任一工艺参数或原料的变化都会对玻纤产品的质量产生影响, 进而影响到公司的经济效益。其中, 池窑玻纤均化微粉的质量与稳定性影响因素之一是池窑玻纤拉丝[1]。在实际加工过程中, 需要对该类矿物所含微量元素、水分、化学需氧量、原料化学成分等指标进行严格的控制, 同时对微粉粒度的影响进行均化处理, 特别需要注意的是由于池窑玻纤只需进行一次熔化拉丝, 因而非金属矿物原料的粒度直径必须要比池窑原料粒度细很多且不宜过宽。这些原料通常包括氧化钠、三氧化二铁、二氧化硅、硫、明矾石、红柱石、蓝晶石等等。除了原料粒度及各种成分指标需要严格控制外, 对水分也要进行严格限制, 一般在水分高于0.5%的情况下不准使用。
鉴于池窑玻纤非金属矿原料通常由几种不同矿物配搭或几种不同品位矿石均化, 并经过一系列试验优化后来确定具体的生产配方与加工工艺, 所以一旦矿石及其配搭比例确定就不能随意更改, 否则将有可能造成严重的后果[2]。因此, 总体看来, 池窑玻纤技术对非金属矿物原料的应用不仅要求众多且要求十分严格。
2 非金属矿用于池窑玻纤原料的应用与检测
2.1非金属矿原料加工工艺
如前所述, 池窑玻纤原料加工对生产工艺各环节、各方面均提出了高要求, 除了矿物成分, 还包括加工过程中的选矿、配搭、预均化和均化等[3]。以100吨产品为一批量计算单位, 为保证每批产品的三氧化二铝含量均在规定值范围内波动, 通常为±0.2%, 就需要对池窑玻纤原料的应用过程进行有效控制, 对产品质量进行检测。
池窑玻纤原料加工工艺的一般流程为选矿、预均化、配矿、除铁、破碎、混匀、预均化、配矿、均化、包装等。其中, 均化处理是整个工艺中较为重要的一个环节, 而目前我国均化处理主要以气流均化中的射流均化为主。但是, 就射流均化实践应用效果来看, 这种均化效果并不理想。为此, 我们需要对气流均化处理进行相应的改进:通过结合实际适当增大风量, 将几种物料同时混合均化, 并将混合均化设置在上部空间, 同时在料仓中部增设多个喷嘴, 底部增设主风管, 以保证物料的混合均匀充分, 保证物料在设备内各个位置均能够得到气流均化处理[4]。实践证明, 经这种方式改进后, 气流均化的时间被大大缩短, 均化程度也得到了显著的提升。
2.2均化试验与质量检测
均化试验本文以高岭土在某一玻纤工厂中的应用为例, 采用三种高岭土和1种叶腊石作为配搭原料, 进行配矿优化处理;采用粉末压片技术进行样品制备;采用X荧光分析仪对试验结果进行分析。根据该厂对玻纤原料力度的实际要求, 即+325≤0.2%, 我们将样品力度细度达到同样的标准, 以适应该厂生产工艺需求[5]。考虑到X荧光分析仪对试验结果的分析主要是通过对样品发出的X射线强度进行测定并绘制出强度与元素含量之间的曲线关系图来实现的, 因而保证标准曲线精确性是提高试验结果分析准确性的前提基础。试验结果表明, 作为均化试验及产品均化度主要衡量指标的三氧化二铝含量在池窑玻纤原料加工规定值范围内, 并且产品质量检测时间由以往的2小时缩短至5 分钟, 高岭土原料利用率与产品均化度均达到96%以上, 这说明用高岭土生产出来的玻璃纤维属于合格产品。即可以用高岭土来代替叶腊石。
3结语
从上文非金属矿高岭土在池窑玻纤原料加工中的应用与质量检测结果中我们可以知晓, 用高岭土来代替叶腊石继续生产玻璃纤维是完全可以的。它通过改进现有气流均化工艺、采用先进生产工艺与设备来提高均化效率与均化度, 不仅节约了生产时间, 而且能够保证三氧化二铝达到规定标准。虽然高岭土可以有效缓解叶腊石资源匮乏问题, 但为最大限度降低资源消耗, 人们还需继续努力探索更为节能的生产技术。
摘要：池窑玻纤作为一种新型加工工艺, 在国家政策的正确引导下, 产量逐年上升, 推动我国成为玻纤生产大国。在池窑玻纤加工工艺中, 非金属矿是该工艺非常重要的原料来源渠道, 其中高岭土应用越来越多。为进一步了解非金属矿在池窑玻纤原料加工中的具体应用情况及其质量, 本文在详细分析池窑玻纤原料加工要求的基础上, 对非金属矿在池窑玻纤原料中的应用与检测进行了深入的研究。
关键词：非金属矿,池窑玻纤原料,应用,检测
参考文献
[1] 陈雄祝, 马亮.我国池窑玻纤用原料开发技术现状[J].中国非金属矿工业导刊, 2011, 01:38-40.
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[4] 靳艳英.池窑法玻纤填强PA66工艺原理及技术研究[D].北京化工大学, 2013.
[5] 朱及天.无碱玻纤池窑拉丝级叶腊石微粉产品的开发[J].矿产综合利用, 2012, 04:41-44.