CN102586947A

CN102586947A - 一种利用造纸厂碱回收白泥生产用于造纸无机纤维的方法

Info

Publication number: CN102586947A
Application number: CN2012100616599A
Authority: CN
Inventors: 郑小鹏; 张本立; 陈均志; 郑融
Original assignee: Zhengzhou Hengsheng Renewable & Green-Energy Resources Materials Co Ltd; HEBI WEIJIE ENERGY-SAVING MATERIALS RESEARCH INSTITUTE; Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Zhengzhou Hengsheng Renewable & Green-Energy Resources Materials Co Ltd; HEBI WEIJIE ENERGY-SAVING MATERIALS RESEARCH INSTITUTE; Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2012-07-18

Abstract

本发明涉及一种利用造纸厂碱回收白泥生产用于造纸无机纤维的方法。该方法可将造纸碱回收白泥与选煤废渣、煤矸石，电厂燃料废渣粉煤灰等，通过合理配比后造粒，在专利产品RX-2007型熔化炉中高温吹氧熔炼转化，通过离心高速成纤设备喷丝雾化成纤技术，然后经空气冷却及渣球分离，制成直径0.01～0.05mm。长度0.3～8mm的无机纤维，再经化学有机改性，以提高纤维的柔软性，用以取代20％-50％的造纸纤维原料。本发明是一种充分利用工业固体废弃物、变废为宝的创新项目。通过该发明制造的无机纤维可以作为造纸如纸板的纤维原料，新型保温、蓄冷、吸音、防火轻质建筑材料等。

Description

一种利用造纸厂碱回收白泥生产用于造纸无机纤维的方法

技术领域

本发明的目的在于提供一种为减少环境污染，变废为宝，利用造纸厂碱回收白泥生产用于造纸无机纤维的方法。

技术背景

制浆造纸厂在碱回收过程中会产生大量苛化白泥(也称造纸白泥)，其成分以碳酸钙为主，此外，还含有苛化过程中过量加入的石灰Ca(OH)2，同时还有硅酸钙、残余氢氧化钠(残碱)以及由于纤维原料不同而含有不等的硫化钠、铝、铁、镁化合物及尘埃杂质等，每吨粗浆可产0.5白泥(干基)。以木材为原料的苛化白泥，国外及国内的一些大型造纸厂均是采用石灰窑煅烧法，使白泥再生，生产再生石灰，在苛化中循环使用。然而国内以非木材纤维为原料的制浆造纸企业，特别是竹浆、麦草等制浆原料，由于白泥的硅含量高，如果回收再生，循环使用，势必加剧碱回收的硅干扰，以致使碱回收无法正常运行。由于技术、经济等原因，在苛化白泥综合利用的研究与开发中面临许多问题没有得到解决。目前绝大多数企业将此类苛化白泥择地堆放或填埋，不但占用了大量的土地，其有害金属还会在填埋场半径50km范围内形成金属富集圈，造成严重污染环境。随着我国制浆造纸企业新建的碱回收系统数量增多、规模扩大，产生的苛化白泥将会成比例大幅度增加，造纸白泥治理就成为许多制浆造纸企业迫切需要解决的一个难题。

目前关于造纸厂碱回收白泥的综合利用主要集中在以下三个方面：在建筑方面可以利用苛化白泥制砖、生产水泥、腻子、建筑涂料、建筑板材、内外墙涂料等；在塑料行业可以利用白泥中的碳酸钙作为某些塑料制品的填料；而在环保行业，近年来有些研究将苛化白泥用于动力锅炉排烟的脱硫剂和型煤的粘结剂等。这些方法虽然在一定程度上可解决白泥的综合利用问题，但大都有一定的局限性。例如将苛化白泥运到水泥厂替代部分石灰石作为原料生产水泥时，运费和能耗就成为重要的问题，而其经济效益却很小，其推广应用也不容易。而白泥用作塑料的填料，必须经过精制、纯化处理，成本较高，不可能大量处理白泥，而且很难做到就地利用。而白泥用于烟气脱硫剂，如果用湿白泥，则由于白泥的pH较高，长期使用，对脱硫设备可能产生腐蚀作用。如果用干白泥，则能耗增加引起使用白泥的成本提高。而白泥用于型煤的粘合剂(含脱硫剂)时，会分解产生二氧化硫，增加了对环境的污染。也有发明专利CN 1299790A公开了一种利用造纸废料按一定比例掺混于泥土或者粉煤灰中制砖的方法，该方法使用制砖模具来形成砖坯，在制得烧结砖后还要将其从模具中取出。对于一般的中小规模砖窑厂(日产量在8万块砖以上)而言，如此进行装模脱模耗工耗时很大，不适合于实际的工业生产。

到目前为止，在上述白泥综合利用方法中，真正工业化应用的不多，只是少部分利用，主要存在问题有：①成本过高，收益少，没有推广价值；②白泥消耗量小，实际可行性小；③技术还不够成熟，工业化应用还需要进一步研究。这些问题限制了白泥的应用，因而目前大量白泥还是堆放，不仅占用了大量土地，而且加重了企业的负担。所以，开展白泥综合利用的研究迫在眉睫。

粉煤灰是以煤粉为燃料的发电厂和城市集中供热锅炉燃煤后，由烟气带出的粉状残留物，是一种“人工火山灰质”的硅铝质材料。煤矸石是煤矿开采和精煤洗选过程排放量最大的固体废弃物。我国做为世界上最大的煤炭生产国和消费国，目前粉煤灰年排量约2亿吨，煤矸石堆存已累计50亿t以上，粉煤灰和煤矸石是我国工业排放最大的固体废弃物。

发明内容

本发明通过对造纸碱回收白泥以及粉煤灰和煤矸石等工业废弃物的化学成分分析，认为将这几者经过适当调配和组合，使Si∶Al∶Ca元素的质量含量调整到19～26∶15～22∶8～12的范围内，就可用于生产优良的板纸无机纤维原料。

表1白泥的主要化学成份

表2粉煤灰主要化学成份

表3煤矸石的化学成分％

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：首先将造纸厂碱回收的白泥与选煤废渣、煤矸石或电厂燃料废渣粉煤灰中的一种或两种进行调配，使其Si∶Al∶Ca元素的质量含量调整为19～26∶15～22∶8～12，然后将块状原料粉碎与白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入专利产品RX-2007型熔化炉中高温吹氧熔炼转化，在1500度～1600度熔融，同时采用双涡流除尘机对熔炼过程进行除尘、脱硫，将熔化的原料通过离心高速成纤设备及渣球分离，制成直径0.01～0.05mm。长度0.3～3cmmm的超细无机纤维。然后在超细无机纤维中加入纤维质量0.8％～1.5％的软化增强改性剂，通过干法或湿法对超细无机纤维进行表面改性处理，即可制得用于造纸中纸板生产的无机纤维。

具体实施方式

实施例1：

首先将造纸厂碱回收的白泥与选煤废渣、煤矸石或电厂燃料废渣粉煤灰中的一种或两种进行调配，使其Si∶Al∶Ca元素的质量含量调整为19∶20∶12，然后将块状原料粉碎与白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入专利产品RX-2007型熔化炉中高温吹氧熔炼转化，在1500度～1600度熔融，同时采用双涡流除尘机对熔炼过程进行除尘、脱硫，将熔化的原料通过离心高速成纤设备及渣球分离，制成直径为0.02mm、长度为5mm的超细无机纤维；在制得的超细无机纤维中加入纤维质量0.8％的软化增强改性剂，通过干法或湿法对超细无机纤维进行表面改性处理，即可制得用于造纸中纸板生产的无机纤维。

实施例2：

首先将造纸厂碱回收的白泥与选煤废渣、煤矸石或电厂燃料废渣粉煤灰中的一种或两种进行调配，使其Si∶Al∶Ca元素的质量含量调整为23∶17∶10，，然后将块状原料粉碎与白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入专利产品RX-2007型熔化炉中高温吹氧熔炼转化，在1500度～1600度熔融，同时采用双涡流除尘机对熔炼过程进行除尘、脱硫，将熔化的原料通过离心高速成纤设备及渣球分离，制成直径为0.04mm、长度为8mm的超细无机纤维；在制得的超细无机纤维中加入纤维质量1.2％的软化增强改性剂，通过干法或湿法对超细无机纤维进行表面改性处理，即可制得用于造纸中纸板生产的无机纤维。

实施例3：

首先将造纸厂碱回收的白泥与选煤废渣、煤矸石或电厂燃料废渣粉煤灰中的一种或两种进行调配，使其Si∶Al∶Ca元素的质量含量调整为26∶22∶8，然后将块状原料粉碎与白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入专利产品RX-2007型熔化炉中高温吹氧熔炼转化，在1500度～1600度熔融，同时采用双涡流除尘机对熔炼过程进行除尘、脱硫，将熔化的原料通过离心高速成纤设备及渣球分离，制成直径为0.01mm、长度为2mm的超细无机纤维；在制得的超细无机纤维中加入纤维质量1.0％的软化增强改性剂，通过干法或湿法对超细无机纤维进行表面改性处理，即可制得用于造纸中纸板生产的无机纤维。

实施例4：

首先将造纸厂碱回收的白泥与选煤废渣、煤矸石或电厂燃料废渣粉煤灰中的一种或两种进行调配，使其Si∶Al∶Ca元素的质量含量调整为20∶19∶11，然后将块状原料粉碎与白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入专利产品RX-2007型熔化炉中高温吹氧熔炼转化，在1500度～1600度熔融，同时采用双涡流除尘机对熔炼过程进行除尘、脱硫，将熔化的原料通过离心高速成纤设备及渣球分离，制成直径为0.05mm、长度为2mm的超细无机纤维；在制得的超细无机纤维中加入纤维质量1.5％的软化增强改性剂通过干法或湿法对超细无机纤维进行表面改性处理，即可制得用于造纸中纸板生产的无机纤维。

实施例5：

首先将造纸厂碱回收的白泥与选煤废渣、煤矸石或电厂燃料废渣粉煤灰中的一种或两种进行调配，使其Si∶Al∶Ca元素的质量含量调整为24∶15∶9，然后将块状原料粉碎与白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入RX-2007型熔化炉中高温吹氧熔炼转化，在1500度～1600度熔融，同时采用双涡流除尘机对熔炼过程进行除尘、脱硫，将熔化的原料通过离心高速成纤设备及渣球分离，制成直径为0.03mm、长度为3mm的超细无机纤维；在制得的超细无机纤维中加入纤维质量1.3％的软化增强改性剂，通过干法或湿法对超细无机纤维进行表面改性处理，即可制得用于造纸中纸板生产的无机纤维。

实施例6：

首先将造纸厂碱回收的白泥与选煤废渣、煤矸石或电厂燃料废渣粉煤灰中的一种或两种进行调配，使其Si∶Al∶Ca元素的质量含量调整为25∶21∶12，然后将块状原料粉碎与白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入专利产品RX-2007型熔化炉中高温吹氧熔炼转化，在1500度～1600度熔融，同时采用双涡流除尘机对熔炼过程进行除尘、脱硫，将熔化的原料通过离心高速成纤设备及渣球分离，制成直径为0.02mm、长度为7mm的超细无机纤维；在制得的超细无机纤维中加入纤维质量0.9％的软化增强改性剂，通过干法或湿法对超细无机纤维进行表面改性处理，即可制得用于造纸中纸板生产的无机纤维。

按照本发明的制备方法制得的超细无机纤维可以作为造纸纸板的纤维原料，也可作为众多领域的材料，如新型保温、蓄冷、吸音、防火轻质建筑材料，以及用于城市绿化、农业保水的基材，橡胶、塑料行业的填料，高速公路改性沥青增强填料等。

Claims

1.利用造纸厂碱回收白泥生产用于造纸无机纤维的方法，其特征在于使用的原料包括：(1)造纸厂碱回收的白泥；(2)选煤废渣、煤矸石；(3)电厂燃料废渣粉煤灰。

2.根据权利要求1所述的利用工业固体废弃物制取超细无机纤维的方法，其特征在于：首先将上述所用原料中(1)碱回收的白泥与(2)或(3)中的一种或两种进行调配，使其Si∶Al∶Ca元素的质量含量调整为19～26∶15～22∶8～12，然后将块状原料粉碎与白泥混合后制成3-5cm的球粒。

3.根据权利要求1所述的利用工业固体废弃物制取超细无机纤维的方法，其特征在于：将上述2中的球粒加入专利产品RX-2007型熔化炉中高温吹氧熔炼转化，在1500度～1600度熔融，同时采用双涡流除尘机对熔炼过程进行除尘、脱硫，将熔化的原料通过离心高速成纤设备及渣球分离，制成直径0.01～0.05mm。长度0.3～8mm的无机纤维。

4.根据权利要求1所述的利用工业固体废弃物制取超细无机纤维的方法，其特征在于：在上述3制得的超细无机纤维中加入纤维质量0.8％～1.5％的软化增强改性剂通过干法或湿法对超细无机纤维进行表面改性处理。