CN101157546B

CN101157546B - 一种利用碎瓷片生产硅酸铝陶瓷纤维的方法和应用

Info

Publication number: CN101157546B
Application number: CN2007100171611A
Authority: CN
Inventors: 鹿成洪; 杜春刚; 李京友; 丁慎国
Original assignee: Shandong Luyang Co Ltd
Current assignee: Xinjiang Luyang Ceramic Fiber Co., Ltd.
Priority date: 2007-09-18
Filing date: 2007-09-18
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2027-09-18
Also published as: CN101157546A

Abstract

一种利用碎瓷片生产硅酸铝陶瓷纤维的方法和应用，属于以Al₂O₃和SiO₂为基料的陶瓷纤维制品领域，其特征是，部分或者全部采用碎瓷片经过熔融，喷吹或者甩丝，制成硅酸铝陶瓷纤维。本发明的陶瓷纤维可以部分或者完全替代采用硬质粘土熟料的生产陶瓷纤维，同时具有成本低、环境友好等优点。

Description

一种利用碎瓷片生产硅酸铝陶瓷纤维的方法和应用

技术领域

本发明属于以Al₂O₃和SiO₂为基料的陶瓷纤维制品领域，尤其涉及利用碎瓷片制造陶瓷纤维。

背景技术

碎瓷片是各类陶瓷工厂烧成阶段产出的次品和废品，包括一些生活中产生的破损瓷器，较难回收利用，成为一种工业固体废弃物。若以全国卫生日用瓷，建筑墙地砖等陶瓷制品产量的按照3％的不合格品率计算，报废的碎瓷片量相当巨大，如此多碎瓷片任意堆积占用大量土地，浪费资源。国家大力鼓励清洁生产和建设环境友好型企业，支持资源的综合利用。碎瓷片的再利用工作有了一定的进展。目前，碎瓷片的应用主要集中在制造建筑材料，如，制造中空免烧砖等方面，综合利用水平较低。

陶瓷纤维作为一种新型的耐火隔热材料，在冶金、石油化工、电力、建材、有色金属等行业的工业窑炉上得到广泛的应用，而且，生产技术和应用技术不断的拓展和成熟，为节能降耗事业发挥了越来越重要的作用。目前，生产陶瓷纤维最主要的天然原料为硬质粘土，即将硬质粘土经过高温煅烧、机械破碎、高温熔融、经过喷吹或者甩丝成纤工艺制成陶瓷纤维。但是硬质粘土属于一种不可再生资源和及其重要的陶瓷工业原料，随着不断的开发开采，现在硬质粘土资源已经出现匮乏，品质也出现下降趋势，限制了陶瓷纤维制产品产能的扩大和质量的提升。

鉴于以上的原因，尝试利用碎瓷片作为替代材料或者部分替代材料生产陶瓷纤维，经检索未发现相关的报道和文献资料。

发明内容

本发明的目的是提供利用碎瓷片制造的陶瓷纤维，它具有成本低、环境友好等优点，并可以部分或者完全替代采用硬质粘土熟料的生产陶瓷纤维；本发明的另一个目的是提供了所述陶瓷纤维的制法和应用。

本发明具体是采用如下的技术方案：

一种利用碎瓷片生产硅酸铝陶瓷纤维的方法，其特征是，部分或者全部采用碎瓷片经过熔融，喷吹或者甩丝，制成所述的硅酸铝陶瓷纤维。

所述的碎瓷片粉碎为：粒度≤25mm的碎瓷片含量≥85％。

碎瓷片的主要成分为Al₂O₃和SiO₂，根据不同的坯料类型，氧化铝的含量不一，Al₂O₃的含量在多在19％～45％之间。制造陶瓷纤维主要是利用碎瓷片中的有效成分Al₂O₃和SiO₂，本发明采用的碎瓷片由下列重量百分比的组成构成： Al₂O₃+SiO₂85.00％～96％且Al₂O₃≥20.00％；Fe₂O₃≤0.50％；K₂O+Na₂O≤3.00％；烧失量≤8％。

本发明优选采用和焦宝石熟料混合使用，具体是：采用重量含量5～100％的碎瓷片与0～95％的焦宝石熟料的混合料制备硅酸铝陶瓷纤维。

本发明制法中，熔融温度为2000～2200℃。

一种利用碎瓷片生产的硅酸铝陶瓷纤维，其特征是，所述硅酸铝陶瓷纤维的理化性质如下：纤维直径3-5μm，纤维长度≥30mm，直径≥0.25mm的渣球含量≤15％，使用温度≥950℃。

一种利用碎瓷片生产的硅酸铝陶瓷纤维为原料制备陶瓷纤维保温制品的应用。

进一步是：所述的利用碎瓷片生产的硅酸铝陶瓷纤维在制备陶瓷纤维针刺毯、陶瓷纤维毡、陶瓷纤维板、陶瓷纤维纸或者陶瓷纤维纺织品中的应用。

所述的利用碎瓷片生产的硅酸铝陶瓷纤维在制备陶瓷纤维针刺毯的应用，包括如下步骤：将利用碎瓷片生产的硅酸铝陶瓷纤维经过针刺机针刺成纤维毯，针刺后的毯坯经过450～700℃的高温热定型成毯，切割得到陶瓷纤维针刺毯。

所述的利用碎瓷片生产的硅酸铝陶瓷纤维在制备陶瓷纤维板的应用，包括如下步骤：所述的利用碎瓷片生产的硅酸铝陶瓷纤维加入结合剂制成棉浆，经真空成型工艺成型，再用表面硬化剂进行硬度处理，在85～110℃下干燥，经过表面磨光、切割、得到陶瓷纤维板。

所述的利用碎瓷片生产的硅酸铝陶瓷纤维在制备陶瓷纤维纸中的应用，包括如下步骤：向所述的利用碎瓷片生产的硅酸铝陶瓷纤维中加入有机结合剂制成棉浆，抄取陶瓷纤维纸坯，经过干燥，剪切、卷取得到陶瓷纤维纸。

所述的利用碎瓷片生产的硅酸铝陶瓷纤维在制备陶瓷纤维纺织品中的应用，包括如下步骤：利用碎瓷片生产的硅酸铝陶瓷纤维中添加10～15％的有机纤维，通过梳毛、纺纱、合股制成陶瓷纤维纱线，经编制机、织布机制成陶瓷纤维纺织品。

本发明的有益效果在于：利用废弃碎瓷片生产陶瓷纤维，一方面减少环境污染，同时降低了陶瓷纤维生产成本，节约了硬质粘土和其它矿产资源，为硅酸铝陶瓷纤维的生产提供了新的资源。

具体实施方式

实施例1

取组成为Al₂O₃含量为35.64％，Al₂O₃+SiO₂含量为87.38％，Fe₂O₃为0.34％，K₂O+Na₂O为2.67％，烧失量≤8％的碎瓷片，清洁以后。按照3∶7的比例和焦宝石熟料混合，经过破碎机破碎成粒度≤25mm的自然粒度级配，加入到高温电阻炉中，在2200℃左右熔融。采用高速连融连甩，制成陶瓷纤维棉。其化学成分指标为：Al₂O₃≥43.8％，Al₂O₃+SiO₂≥97％，Fe₂O₃≤1.20％，K₂O+Na₂O≤0.80。其物理指标为：白色，纤维直径2～6μm，纤维长度≥30mm，渣球含量(粒径≥0.25mm)≤15，长期使用温度1000℃，体积密度为96～128Kg/m3，1000℃加热24h永久线变化≤3％。

实施例2

取实例1制备的陶瓷纤维散棉，采用传统制造陶瓷纤维棉耐火材料制品工艺，制作成陶瓷纤维针刺毯、陶瓷纤维毡、陶瓷纤维板、陶瓷纤维纸和陶瓷纤维纺织品。

实施例3

取组成为Al₂O₃含量为32.64％，Al₂O₃+SiO2含量为86.78％，Fe₂O₃为0.44％，K₂O+Na₂O为2.50％，烧失量≤5％的碎瓷片，清洁以后。按照2∶8的比例和焦宝石熟料混合，经过破碎机破碎成粒度≤25mm的自然粒度级配，加入到高温电阻炉中，在2200℃左右熔融。采用高速连融连甩，制成陶瓷纤维棉。其化学成分指标为：Al₂O₃≥41.2％，Al₂O₃+SiO₂≥96.8％，Fe₂O₃≤0.96％，K₂O+Na₂O≤0.75％。其物理指标为：白色，纤维直径2～6μm，纤维长度≥30mm，渣球含量(粒径≥0.25mm)≤15％，长期使用温度1000℃，体积密度为96～128Kg/m3，1000℃加热24h永久线变化≤3％。

实施例4

取组成为Al₂O₃含量为42.34％，Al₂O₃+SiO₂含量为88.58％，Fe₂O₃为0.54％，K₂O+Na₂O为2.61％，烧失量≤9％的碎瓷片，清洁以后。按照7∶3的比例和焦宝石熟料混合，经过破碎机破碎成粒度≤25mm的自然粒度级配，加入到高温电阻炉中，在2300℃左右熔融。采用高速连融连甩，制成陶瓷纤维棉。其化学成分指标为：Al₂O₃≥43.9％，Al₂O₃+SiO₂≥97.2％，Fe₂O₃≤1.18％，K₂O+Na₂O≤0.95。其物理指标为：白色，纤维直径2～6μm，纤维长度≥30mm，渣球含量(粒径≥0.25mm)≤15％，长期使用温度1000℃，体积密度为96～128Kg/m³，1000℃加热24h永久线变化≤3％。

Claims

1.一种利用碎瓷片生产硅酸铝陶瓷纤维的方法，其特征是，部分采用碎瓷片经过熔融，喷吹或者甩丝，制成硅酸铝陶瓷纤维，其中：

采用重量含量5～70％的碎瓷片与30～95％的焦宝石熟料的混合料；

所述的碎瓷片粉碎为：粒度≤25mm的碎瓷片含量≥85％；

所述的碎瓷片由下列重量百分比的组成构成：Al₂O₃+SiO₂为85.00％～96％且Al₂O₃≥20.00％；Fe₂O₃≤0.50％；K₂O+Na₂O≤3.00％；烧失量≤8％。

2.根据权利要求1所述的利用碎瓷片生产硅酸铝陶瓷纤维的方法，其特征是，熔融温度为2000～2200℃。