[发明专利]一种非晶火成岩及其制备方法

说明书

本发明提供了一种非晶火成岩及其制备方法。该方法包括以下步骤：首先将黑曜岩破碎得到黑曜岩细砂，然后再依次进行酸洗、水洗、焙烧、淬冷、球磨，得到非晶火成岩。该方法通过沸腾焙烧和淬冷相结合的非晶化方法有效解决了黑曜岩的快速非晶化问题，且工艺流程简短、工艺成本低、生产效率高、安全性高、可操作性强，适于工业化应用。采用该方法制备得到的非晶火成岩，粒度小、纯度高、耐酸蚀、强度大且具有非晶质结构，尤其具有抗刮蹭、抗水锤冲击、耐摩擦的等适应于各种环境下使用的优异特性，适于用作航空、航天、军工、石油、汽车、船舶、工程塑料、建筑等高科技领域的增强耐磨材料。

技术领域

本发明属于矿物材料制备技术领域，尤其涉及一种非晶火成岩及其制备方法。

背景技术

常见的火成岩，如花岗岩，具有中细粒、粗粒结晶结构或玻璃质结构，在碾压摩擦作用下容易粉状碎裂，耐磨性较差；黑曜岩，成分与花岗岩相当，具有半晶质结构，除含少量斑晶、雏晶外，其余几乎全由玻璃质组成。而非晶火成岩的耐磨性仅次于钻石，超过石英和氮化硅，且独具耐高温及耐低温性能(-269-650℃)、耐酸碱、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、防火阻燃、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高等适应于各种环境下使用的优异性能。金属、水泥、塑料、橡胶、木材中添加非晶火成岩后，力学性能将大幅度增强，可用作声纳隐形材料、卫星隐形材料和防弹材料。以非晶火成岩为原料所制备的非晶火成岩纤维是一种“比钢轻、比钢强”的超级增强复合材料，而非晶火成岩纤维复合铝基材料，可以比钢更轻、更强、更硬、更耐磨且更防腐；非晶火成岩纤维复合超高分子量聚乙烯，比钢管更防腐、强度更高、更润滑，可以替代石油钢管，应用于航空、航天、军工、石油、汽车、船舶、工程塑料、建筑等高科技领域。目前，制备非晶火成岩粉末产品的研究较少，以黑曜岩作为原料制备非晶火成岩的研究更是未见报道。因此，研究开发一种以黑曜岩为原料且适于规模化生产的非晶火成岩的制备方法，有利于拓宽其市场应用前景，具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种非晶火成岩及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种非晶火成岩的制备方法，包括以下步骤：

首先将黑曜岩破碎得到黑曜岩细砂，然后再依次进行酸洗、水洗、焙烧、淬冷、球磨，得到非晶火成岩。

上述的制备方法，优选的，所述焙烧为沸腾焙烧，焙烧温度为500-1000℃，焙烧时间为5-15min。

上述的制备方法，优选的，所述淬冷为冰水淬冷，黑曜岩细砂与冰水的质量比为1﹕(1-5)。

本发明的制备方法，采用沸腾焙烧和冰水淬冷相结合的方式进行非晶化反应，能够实现黑曜岩粉体的快速非晶化，有效提高火成岩的硬度和耐磨性能。

上述的制备方法，优选的，所述黑曜岩为致密块状或熔渣状的酸性玻璃质火山岩，其二氧化硅含量＞70％，含水量＜2％，玻璃质含量为＞80％。

上述的制备方法，优选的，通过酸洗可以去除黑曜岩粉体中铁氧化物和碳酸盐等有害成分，所述酸洗包括以下具体操作步骤：将黑曜岩细砂在质量分数为3-12％的盐酸溶液中浸泡4-8小时，然后沥干盐酸溶液，用水重复清洗2-3次。

上述的制备方法，优选的，所述黑曜岩和盐酸溶液按照重量份为100﹕(50-100)的比例配比。

上述的制备方法，优选的，所述破碎是指先将黑曜岩经颚式破碎机(优选PE400×600)粗碎，然后经锤式破碎机(优选PCX0706)中碎，最后经对辊破碎机(优选2PG0850)细碎，筛分后得到粒度为1mm的黑曜岩细砂。