[发明专利]用天然粉石英矿制备的高纯超细准球形硅微粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于非金属矿物深加工技术领域，涉及一种用天然粉石英矿制备的高纯超细准球形硅微粉及其制备方法。

背景技术

粉石英矿又名硅氧土、硅土、软硅氧、非晶质硅氧、类似硅藻土。是天然产出的、含有极纯的SiO₂、成分纯净的粉末状微晶石英。其化学组成一般含SiO₂ 98％～99％，Al₂O₃ 0.13％～1％，Fe₂O₃ 0.03％～0.68％，TiO₂ 0.01％～0.2％，CaO 0.05％～0.2％，MgO 0.01％，Na₂O+K₂O 0.01％～0.44％，尚含极微量Mn、Pb、S、P等杂质，烧失量0.14％～0.31％。自然细度一般小于15微米(约800目)。原矿石有粉状(或土状)和块状二种，粉(或土)状者抗压强度小于4.018兆帕；块状者质硬，抗压强度182～277.8兆帕，但易粉碎。矿石为纯白色、乳白色，污染后为浅黄、浅灰色。粉粒不亲水，但原矿石饱和吸水量可达20％～35％(静置三日自行风干)，吸油量50％～53％，耐酸性强，差热分析具典型的石英差热曲线，耐火度1750～1832℃。大多数的粉石英矿都是是由大自然长期风化解离而成，自然粒度小，颗粒继承了微晶石英近等轴和均匀的特性，颗粒呈多边准球形，大小均匀，晶内无缺陷；它具有优异的电绝缘性、化学惰性和良好的耐酸腐蚀性。现已广泛应用于电子、电工、建 筑结构胶、油漆、涂料、橡胶、塑料、陶瓷、玻纤、耐火材料、熔模铸造等领域，并可作精细磨料、抛光料和精密铸造用砂。

超细硅微粉是一种新型紧缺的粉体材料，使用范围十分广泛，主要应用有：

(1)在塑料制品领域，活性硅微粉是聚丙烯(PP)，聚氯乙烯(PVC)，聚乙烯(PE)等制品理想的增强剂，不仅有较大的填充量，而且抗张强度好。制成母粒，用于聚氯乙烯地板砖中，可提高产品耐磨性。硅微粉应用于烯烃树脂薄膜(用量10-12％)其粉体分散均匀，成膜性好，力学性能强，较用PCC做填充料生产的塑膜，阻隔红外线透过率降低10％以上，对农用棚膜应用推广有极广泛的用途；

(2)在橡胶制品领域，超细硅微粉(经偶联剂处理)填充于天然橡胶，顺丁橡胶等胶料中，粉体易于分散，混炼工艺性能好，压延和压出性良，并能提高硫化胶的硫化速度，对橡胶还有增进粘性的功效。平均粒径≤4.5μm的超细硅微粉，取代部分白炭黑填充于胶料中，对于提高制品的物性指标和降低生产成本均有很好作用。-2μm达60-70％的硅微粉用于出口级药用氯化丁基橡胶瓶塞和用于电工绝缘胶鞋中效果甚佳；

(3)在仿皮革制作领域，超细硅微粉作为填充料，其制品的强度，伸长率，柔性等各项技术指标均优于轻质碳酸钙，活性碳酸钙，活性叶蜡石等无机材料作填充剂制作的产品。硅微粉代替精制陶土(PEM)，轻质碳酸钙(PCC)等粉体材料应用于蓄电池胶壳，填充量可达65％左右，且工艺性能良好，所获胶壳制品，具有外表平整光滑，硬度大，耐酸蚀，耐电压，热变形和抗冲击等物理机械性能均达到或超过JB3076-82技术指标。

(4)在熔制仪器玻璃和玻纤领域，由于硅微粉颗粒细小(≤0.1mm)，纯度高，在制玻生产中易熔化，时间短。制品如硼硅仪器玻璃，钠钙仪器玻璃，中性器皿玻璃等产品的理化性能和外观质量均达到相应标准。与此同时，生产中节能效 果特别显著，再则，依据硅微粉具有粒度细且均匀，比表面积大的特点，用于玻纤直接拉丝新工艺，大大的提高了玻纤配合料的均化程度和加快炉内的玻化速度。拉丝的稳定性优于玻璃球拉丝工艺，且具有显著的节能和降低生产成本效果，作为节能矿物原料，硅微粉应用于陶瓷行业中，对于降低烧成温度和提高成品率等亦收到理想效果。

(5)硅微粉做抛光洗涤磨料效果好，随着现代化技术的发展，对材料的表面处理亦要求更高更精，而磨料的应用日趋广泛。硅微粉因其颗粒接近圆形，通过超细，分级制备的超微粉(φ14μm左右)。再经改性处理后，是金属件良好的洗涤磨料，如在洗涤轴承中应用，光洁度可达3.0以上，优于进口的同类产品，另外用于半导体行业，精密阀门，硬磁盘，磁头的抛光，汽车抛光剂，均有很好的效果。