CN105239450A - 一种粉煤灰无机纸浆纤维及其制造方法 - Google Patents

一种粉煤灰无机纸浆纤维及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种粉煤灰无机纸浆纤维及其制造方法。将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑等材料混合均匀后，输送到高温熔炉中炼化，炼化的液浆添加原料0.05％的纤维固化剂，离心甩丝加工成纤维。再经过切断，加入软化剂0.5～2％制得悬浮液，在70℃～100℃搅拌1h后，流经足够长的沉沙盘，根据渣球与纤维比重不同，除去渣球和粗纤维，悬浮纤维干燥后即得粉煤灰无机纸浆纤维。所制得的粉煤灰无机纸浆纤维柔软，可替代部分植物纤维用于造纸行业。本发明方法适用于工业规模生产，有效节约原木损耗，保护森林资源，降低成本。

Description

一种粉煤灰无机纸浆纤维及其制造方法
技术领域
本发明涉及纸浆及其制造方法领域，特别是一种粉煤灰无机纸浆纤维及其制造方法。
背景技术
由于我国近期电力工业仍以火力发电为主，每年粉煤灰排量在2亿吨以上，粉煤灰的排放浪费大量水资源、储灰厂占用大量耕地，尽管粉煤灰综合利用领域不断扩大，但每年的利用率也只有70％左右。
据统计，2013年我国纸浆产量同比下降2.75％，但木浆产量增长8.89％，这无疑有利于提升国内纸浆产品对纸浆现货市场的影响力度。同时也表明，我国纸浆制造业产能正在向生产木浆靠拢。近10年，我国木浆的产量已由2004年的238万吨增长至882万吨，增幅达270％。但是由于人口压力，林地资源有限，中国造纸行业面临木浆供应不上，原木供应周期较长等等诸多不利因素，中国的林纸一体化工程未来几年很难达到在加拿大、芬兰等国相应行业贡献度的水平。因此，仅仅依靠造林来提高中国造纸工业纸浆中原木浆的比重，短期内难度很大。因此发明一种粉煤灰无机纸浆纤维，即为粉煤灰综合利用找到了新途径，又降低了纸品成本、节省木材，减少资源浪费，保护环境。
发明内容
本发明提供了一种粉煤灰无机纸浆纤维，本发明利用粉煤灰制备无机纤维，并应用于造纸纸浆的制备。本发明既为粉煤灰综合利用找到了新途径，又节省木材、降低了造纸，减少资源浪费，保护环境。
为达到上述目的，本发明提供了一种粉煤灰无机纸浆纤维，其特征在于，由软化剂、粉煤灰无机纤维组成，所述软化剂与粉煤灰无机纤维的质量配比为0.5～2:0.3～1；
所述软化剂为甜菜碱型的两性离子表面活性剂或季铵盐型阳离子表面活性剂中的一种或几种物质的混合物。
优选方式下，所述甜菜碱型两性离子表面活性剂为烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱、烷基二甲基羟丙基磷酸酯甜菜碱。
优选方式下，所述季铵盐型阳离子表面活性剂为二烷基二甲基铵盐型阳离子表面活性剂、烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂、烷基二甲基苄基铵盐型阳离子表面活性剂。
优选方式下，所述无机纸浆纤维，制备过程包括：
S1、原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑按照粉煤灰80～85wt％、白云石10～13wt％、镁矿石4～7wt％，炭黑1.0～2.5wt％的比例混合；
S2、计量上炉：将混合均匀的原料按量输入到高温电熔炉中炼化，原料1600～1700℃煅烧40～60min，制成液浆；
S3、纤维制备：上述煅烧制成的液浆添加原料0.05％的纤维固化剂硅酸铝，经甩丝处理，得到粉煤灰无机纤维。
本发明还提供了一种上述粉煤灰无机纸浆纤维的制备方法，其特征在于，具体制备过程包括：
S1、制备煤灰无机纸浆纤维，包括步骤：
S11、原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑按照粉煤灰80～85wt％、白云石10～13wt％、镁矿石4～7wt％，炭黑1.0～2.5wt％的比例混合；
S12、计量上炉：将混合均匀的原料按量输入到高温电熔炉中炼化，原料1600～1700℃煅烧40～60min，制成液浆；
S13、纤维制备：上述煅烧制成的液浆添加原料0.05％的纤维固化剂，经甩丝处理，得到粉煤灰无机纤维；
S2、将所述粉煤灰无机纤维切断，添加软化剂、水，70℃～100℃搅拌1h后，制得粉煤灰纤维悬浮液；所述粉煤灰无机纤维、软化剂与水的质量配比为软化剂0.5～2％，粉煤灰无机纤维0.3～1％，水余量；
S3、经除渣，干燥，即得粉煤灰无机纸浆纤维；
所述软化剂为甜菜碱型的两性离子表面活性剂或季铵盐型阳离子表面活性剂中的一种或几种物质的混合物。
优选方式下，步骤S2所述粉煤灰无机纤维直径为1～10um，长度为15～60mm；所述粉煤灰无机纤维切断长度为4～6mm。
优选方式下，步骤S2中所述甜菜碱型两性离子表面活性剂为烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱、烷基二甲基羟丙基磷酸酯甜菜碱。
优选方式下，步骤S2中所述季铵盐型阳离子表面活性剂为二烷基二甲基铵盐型阳离子表面活性剂、烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂、烷基二甲基苄基铵盐型阳离子表面活性剂。
优选方式下，步骤S3中所述除渣方法为使所述粉煤灰纤维悬浮液流经沉沙盘，除去粗纤维和渣球。
应用本发明制备粉煤灰无机纸浆纤维，解决了粉煤灰综合利用的问题，同时，降低了造纸成本、节省木材，减少资源浪费，保护环境。
具体实施方式
实施例1
(1)原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑等材料按照粉煤灰80％、白云石13％、镁矿石4.5％，炭黑2.5％的比例混合。
(2)计量上炉：将混合均匀的原料按量输入到高温电熔炉中炼化，原料通过1700℃的高温煅烧40min制成液浆。
(3)纤维制备：上述煅烧制成的液浆经熔炉底部流向高速离心机中离心，同时添加原料0.05％的硅酸铝纤维固化剂，液浆成为纤维时及时甩出，即得粉煤灰无机纤维。
(4)将粉煤灰无机纤维切成6mm小段，按如下配比制悬浮液：
烷基二甲基甜菜碱0.5％
粉煤灰无机纤维0.3％
水余量
(5)将以上溶液升温至70℃条件下搅拌1h，获得分散均匀的悬浮液，流经足够长的沉沙盘，根据渣球与纤维比重不同，除去渣球和粗纤维，悬浮纤维干燥后即得粉煤灰无机纸浆纤维。
实施例2：
(1)原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑等材料按照粉煤灰82％、白云石11％、镁矿石4.5％，炭黑2.5％的比例混合。
(2)计量上炉：将混合均匀的原料按量输入到高温电熔炉中炼化，原料通过1650℃的高温煅烧50min制成液浆。
(3)纤维制备：上述煅烧制成的液浆经熔炉底部流向高速离心机中离心，同时添加原料0.05％的硅酸铝纤维固化剂，液浆成为纤维时及时甩出，即得粉煤灰无机纤维。
(4)将粉煤灰无机纤维切成5mm小段，按如下配比制悬浮液：
烷基二甲基磺乙基甜菜碱1％
粉煤灰无机纤维0.8％
水余量
(5)将以上溶液升温至90℃条件下搅拌1h，获得分散均匀的悬浮液，流经足够长的沉沙盘，根据渣球与纤维比重不同，除去渣球和粗纤维，悬浮纤维干燥后即得粉煤灰无机纸浆纤维。
实施例3：
(1)原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑等材料按照粉煤灰85％、白云石10％、镁矿石2.5％，炭黑2.5％的比例混合。
(2)计量上炉：将混合均匀的原料按量输入到高温电熔炉中炼化，原料通过1600℃的高温煅烧60min制成液浆。
(3)纤维制备：上述煅烧制成的液浆经熔炉底部流向高速离心机中离心，同时添加原料0.05％的硅酸铝纤维固化剂，液浆成为纤维时及时甩出，即得粉煤灰无机纤维。
(4)将粉煤灰无机纤维切成4mm小段，按如下配比制悬浮液：
烷基二甲基羟丙基磷酸酯甜菜碱2％
粉煤灰无机纤维1％
水余量
(5)将以上溶液升温至100℃条件下搅拌1h，获得分散均匀的悬浮液，流经足够长的沉沙盘，根据渣球与纤维比重不同，除去渣球和粗纤维，悬浮纤维干燥后即得粉煤灰无机纸浆纤维。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种粉煤灰无机纸浆纤维，其特征在于，由软化剂、粉煤灰无机纤维组成，所述软化剂与粉煤灰无机纤维的质量配比为0.5～2:0.3～1；
所述软化剂为甜菜碱型的两性离子表面活性剂或季铵盐型阳离子表面活性剂中的一种或几种物质的混合物。
2.根据权利要求1所述粉煤灰无机纸浆纤维，其特征在于：
所述甜菜碱型两性离子表面活性剂为烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱、烷基二甲基羟丙基磷酸酯甜菜碱；
所述季铵盐型阳离子表面活性剂为二烷基二甲基铵盐型阳离子表面活性剂、烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂、烷基二甲基苄基铵盐型阳离子表面活性剂。
3.根据权利要求1或2所述粉煤灰无机纸浆纤维，其特征在于，所述无机纸浆纤维，制备过程包括：
S1、原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑按照粉煤灰80～85wt％、白云石10～13wt％、镁矿石4～7wt％，炭黑1.0～2.5wt％的比例混合；
S2、计量上炉：将混合均匀的原料按量输入到高温电熔炉中炼化，原料1600～1700℃煅烧40～60min，制成液浆；
S3、纤维制备：上述煅烧制成的液浆添加原料0.05％的纤维固化剂硅酸铝，经甩丝处理，得到粉煤灰无机纤维。
4.一种权利要求1所述粉煤灰无机纸浆纤维的制备方法，其特征在于，具体制备过程包括：
S1、制备煤灰无机纸浆纤维，包括步骤：
S11、原料合成：将粉煤灰、白云石、镁矿石、炭黑按照粉煤灰80～85wt％、白云石10～13wt％、镁矿石4～7wt％，炭黑1.0～2.5wt％的比例混合；
S12、计量上炉：将混合均匀的原料按量输入到高温电熔炉中炼化，原料1600～1700℃煅烧40～60min，制成液浆；
S13、纤维制备：上述煅烧制成的液浆添加原料0.05％的纤维固化剂，经甩丝处理，得到粉煤灰无机纤维；
S2、将所述粉煤灰无机纤维切断，添加软化剂、水，70℃～100℃搅拌1h后，制得粉煤灰纤维悬浮液；所述粉煤灰无机纤维、软化剂与水的质量配比为软化剂0.5～2％，粉煤灰无机纤维0.3～1％，水余量；
S3、经除渣，干燥，即得粉煤灰无机纸浆纤维；
所述软化剂为甜菜碱型的两性离子表面活性剂或季铵盐型阳离子表面活性剂中的一种或几种物质的混合物。
5.根据权利要求4所述粉煤灰无机纸浆纤维的制备方法，其特征在于，步骤S2所述粉煤灰无机纤维直径为1～10um，长度为15～60mm；所述粉煤灰无机纤维切断长度为4～6mm。
6.根据权利要求5所述粉煤灰无机纸浆纤维，其特征在于：
步骤S2中所述甜菜碱型两性离子表面活性剂为烷基二甲基甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱、烷基二甲基羟丙基磷酸酯甜菜碱；
步骤S2中所述季铵盐型阳离子表面活性剂为二烷基二甲基铵盐型阳离子表面活性剂、烷基三甲基铵盐型阳离子表面活性剂、烷基二甲基苄基铵盐型阳离子表面活性剂。
7.根据权利要求6所述粉煤灰无机纸浆纤维的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述除渣方法为使所述粉煤灰纤维悬浮液流经沉沙盘，除去粗纤维和渣球。
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