[发明专利]一种用于阻燃补强橡胶填料的改性红土镍矿渣

说明书

本发明公开了一种用于阻燃补强橡胶填料的改性红土镍矿渣，属于资源循环利用领域。该改性红土镍矿渣包括二水合草酸溶液、硅烷偶联剂KH570、无水乙醇和红土镍矿渣；所述二水合草酸溶液的质量分数为80％～95％；所述红土镍矿渣的粒径为2.8μm～102.0μm；所述硅烷偶联剂KH570为工业纯；所述无水乙醇为分析纯。本发明解决了现有橡胶工业主要填料炭黑和白炭黑的价格较高且性能单一，即只具有补强性能，红土镍矿渣直接加入橡胶中极易发生团聚，以及红土镍矿渣无机界面与橡胶有机界面的相容性较差的问题，实现了工业废料的高附加值循环利用。

技术领域

本发明属于资源循环利用领域，具体涉及一种用于阻燃补强橡胶填料的改性红土镍矿渣及其制备方法。

背景技术

红土镍矿渣是红土镍矿经过酸浸回收金属矿物后，产生的以非金属矿物为主的非金属矿物，其主要化学成分为SiO₂、FeO、Al₂O₃、CaO、MgO、Cr₂O₃、MnO等，其中Al₂O₃与MgO的含量较高。目前红土镍矿渣主要以露天堆存为主，不仅占用宝贵土地，而且还会对周围环境和地下水造成污染，因此，如何大规模、高效的利用红土镍矿渣，实现环境减负、企业增效的目的，是一个迫切需要解决的问题。

橡胶作为广泛应用的聚合物材料，其在制备加工过程中需要大量使用填料以改善其的力学性能、加工性能和填充增容。目前常用的橡胶填料主要包括炭黑、白炭黑等，但是炭黑与白炭黑的生产不仅工艺繁杂，而且需要消耗大量能源和资源，导致成本较高且性能单一，即只具有补强性能。面对上述问题，红土镍矿渣作为一种富硅高镁物质，是一种潜在的阻燃补强填料，利用含有的SiO₂、CaO发挥补强作用，利用含有的MgO、Al₂O₃发挥阻燃作用，实现工业废料的高附加值循环利用，促进冶金企业增效、橡胶制品行业降成本。

发明内容

为了解决现有橡胶工业主要填料炭黑和白炭黑的价格较高且性能单一，即只具有补强性能，红土镍矿渣直接加入橡胶中极易发生团聚，以及红土镍矿渣无机界面与橡胶有机界面的相容性较差的问题，本发明提供了一种用于阻燃补强橡胶填料的改性红土镍矿渣，以期解决以上问题。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明提供了一种用于阻燃补强橡胶填料的改性红土镍矿渣，该改性红土镍矿渣按重量百分比配方如下：

所述二水合草酸溶液的质量分数为80％～95％；所述硅烷偶联剂KH570为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述红土镍矿渣的粒径为2.8μm～102.0μm，化学成分(质量分数)为SiO₂(28.15％～29.24％)、FeO(0.59％～1.03％)、Al₂O₃(25.33％～26.57％)、CaO(26.82％～27.94％)、MgO(9.70％～10.33％)、Cr₂O₃(0.59％～1.84％)、MnO(1.56％～2.78％)和其他(3.59％～4.87％)。

本发明同时提供了上述改性红土镍矿渣的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

首先将二水合草酸溶液与红土镍矿渣进行混合，利用恒温磁力搅拌器在搅拌温度60℃～80℃、搅拌速度600r/min～900r/min下对其进行搅拌7h～10h，然后往上述混合物中加入硅烷偶联剂KH570、无水乙醇，利用恒温磁力搅拌器在搅拌温度30℃～60℃、搅拌速度400r/min～800r/min下，搅拌1h～3h，获得改性红土镍矿渣。

本发明的科学原理：