CN108483932A - 无机纤维以及利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及纤维制备领域，具体而言，涉及一种无机纤维以及利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺。利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，包括以下步骤：将飞灰和无机原料混合得到第一混合物，钙类化合物和硅类化合物的质量占第一混合物质量的60‑80％。在1000‑1800℃的温度下加热第一混合物，而后将加热得到的熔浆通入成纤系统成纤。通过向飞灰中添加硅钙类物质，提升第一混合物中钙类化合物和硅类化合物的含量，继而提升第一混合物中成纤物质的含量，保证纤维的制备。同时，能够充分回收利用飞灰，扩大了飞灰的回收方式，同时，降低了飞灰回收的成本，同时扩大了飞灰回收得到的样品的种类，创造了更大的经济效益。

Description

无机纤维以及利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺

技术领域

本发明涉及纤维制备领域，具体而言，涉及一种无机纤维以及利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺。

背景技术

飞灰，是指垃圾焚烧后从焚烧的烟气中捕集下来的细灰，而不是煤燃烧是从烟气中捕集下来的细灰，飞灰的颗粒更细小，且烟气中大部分为重金属，为危险废物，需要进入安全填埋场进行填埋处理。同时其内含有大量的二噁英等有毒有害物质，不能进行降解，容易造成土地或者空气污染。因此，需要一种新的飞灰处理工艺。

发明内容

本发明提供了一种利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，其利用飞灰制备无机纤维，为飞灰的回收利用提供一种新的方向。

本发明还提供一种无机纤维，其质量稳定，金属含量未超标且性能良好。

本发明是这样实现的：

一种利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，包括以下步骤：

将飞灰和无机原料混合得到第一混合物，钙类化合物和硅类化合物的质量占第一混合物质量的60-80％；

在1000-1800℃的温度下加热第一混合物，而后将加热得到的熔浆通入成纤系统成纤。

一种无机纤维，其通过上述的利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺制备得到。

本发明的有益效果是：本发明的通过向飞灰中添加硅钙类物质，提升第一混合物中钙类化合物和硅类化合物的含量，继而提升第一混合物中成纤物质的含量，保证纤维的制备。同时，能够充分回收利用飞灰，扩大了飞灰的回收方式，同时，降低了飞灰回收的成本，同时扩大了飞灰回收得到的样品的种类，创造了更大的经济效益。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例的无机纤维以及利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺进行具体说明。

一种利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，包括以下步骤：

S1、加热熔融；

首先，将飞灰和无机原料混合得到第一混合物，使得第一混合物中的钙类化合物和硅类化合物的质量占第一混合物质量的60-80％。飞灰中除了含有硅、二氧化硅等硅类物质，钙、氧化钙等钙类物质、氧化镁等物质还有汞、铅、锌等物质，飞灰内物质的种类多且杂，单独回收某一单纯的物质难度大，且回收成本高，而若将上述物质直接丢弃，也容易造成浪费。因此，发明人想当可以利用飞灰中的硅钙制备纤维，但是，原有飞灰中的硅类物质和钙类物质的含量等成纤物质含量不足，因此，发明人经过付出创造性劳动发现根据飞灰中硅类物质以及钙类物质的含量添加硅钙类物质，调整钙类化合物和硅类化合物的质量，提升第一混合物中成纤物质的含量，便于后续成纤。而钙类化合物和硅类化合物的质量占第一混合物质量的60-80％，不仅仅能够保证无机纤维的形成，同时能够保证制备得到的无机纤维具有良好的性能。

进一步地，无机原料可以是高钙石、煤矸石等物质。

同时，第一混合物中钙和硅的质量比为1.2-1.7:1，在该范围内能够保证硅钙形成长度适宜、质量良好的纤维。

而后在1000-1800℃的条件下加热第一混合物，在该温度范围内第一混合物能够充分熔融，便于后期各个金属固化在纤维内。该温度下飞灰中的有危害的有机物进行分解，变为气态的氮类化合物和硫类化合物，通过脱硝、脱硫可去除上述有害物质，能够进一步净化飞灰。例如使得二噁英在炉内发生分解，分解为多种无害气体。

S2、气体处理；

将加热第一混合物得到的蒸汽进行降温，一般温度降至 400-500℃，该温度能够保证后续除尘效果。而将温度从1000-1800℃降至400-500℃的余热用于锅炉加热。

蒸汽降温后进行除尘，防止蒸汽中的灰尘污染环境，优选，采用高温静电除尘，高温静电除尘的除尘效率高达99％，能够将蒸汽内的灰尘去除。同时，每次处理量都较大，能够大量处理蒸汽。

蒸汽内含有氮类物质和硫类物质，而这些物质容易造成空气污染，因此，在排放蒸汽前需要脱硝和脱硫处理。因此，蒸汽依次进行脱硝以及脱硫后已经符合排放标准，可以排出。

脱硝和脱硫采用现有技术中的工艺或者方法进行脱硝和脱硫，本发明不再进行详述。

S3、制备无机纤维；

利用飞灰和无机原料混合加热熔融后得到的熔浆制备无机纤维。加热后的熔浆中含有可以成纤的物质，且各个物质比例适宜，保证成纤效果。

具体地，对加热后熔融状态的熔浆首先进行离心，使得液体变为团聚的絮状纤维，同时原料熔融状态中的残留金属固化在纤维内，成为稳定的玻璃态，而纤维内的金属含量也符合标准。

但是，采用上述方法成纤过程中，可能有灰尘或者玻璃渣球等杂质残留在团聚的纤维内，因此，需要去除这些固体杂质。具体是进行除渣，除渣是将经过离心后得到的团聚的絮状纤维经过负压吸附。团聚的纤维被吹散，同时，较轻的纤维被吸附在网状传送带上，而较重的杂质则通过网状传送带的网孔，继而实现初步除渣，保证纤维的纯度。

除渣后进行浓缩，具体地，是将经过除渣后的纤维通入改性循环池内并搅拌。在改性循环池内搅拌使得纤维进一步分散，同时，纤维内夹杂的玻璃渣以及短租的纤维沉降于改性循环池池底，进一步纯化纤维，保证成纤质量。

同时，改性循环池内含有软化剂和分散剂，软化剂的含量为改性循环池水质量的千分之三道五，分散剂的含量不超过所述改性循环池水的质量的千分之一。添加软化剂和分散剂更利于纤维分散为单根的纤维束，同时便于提升纤维的性能，防止纤维断裂，保证成纤质量。

经过改性循环池的分散和软化后，将改性循环池上层的浓浆抽走，抽走浓浆后利用离心力使得短粗的纤维进一步落回，进一步优化成纤质量。具体地，利用离心力，可以将浓浆旋转上升，继而短粗的纤维重新落回。

经过浓缩以及再次离心分离的纤维具有良好的柔韧度，同时纤维具有一定长度，但是纤维过长不利于梳理，且容易折断，因此，需要将长度不等的纤维进行切断，得到长度基本相同的纤维束。

具体地，是向经过浓缩后的纤维施加压力，继而使得长纤维切断，根据实际需要断裂的长度控制施加的压力的大小。

而后将切断后的纤维进行粗细分离，继而能够得到品质相同、粗细相同、长短相同的纤维，进一步优化纤维的质量。

具体地，进行粗细分离是切断后的纤维放置在水中静置，同时，向水中缓慢通入气体，使得水微颤，继而能够更便于纤维的分离。粗细分离使得纤维基本在3微米以上。

分离后3微米以上的纤维可以直接脱水烘干，得到质量良好的纤维，而剩余纤维则还需进行改性，则将还需改性的纤维通入改性池内进行增强，改性剂的添加量为需要改性纤维的质量的5-10％，继而保证改性效果，改性后直径大于1mm的纤维同样进行脱水烘干，继而能够得到质量良好的纤维。

本发明实施例还提供一种无机纤维，其通过上述的利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺制备得到。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供一种利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，包括以下步骤：

S1、加热熔融；

将飞灰与无机原料混合得到第一混合物，使得第一混合物中的钙类化合物和硅类化合物的质量占第一混合物质量的60-80％。即硅钙的含量为60-80％，第一混合物中钙和硅的质量比为1.2-1.7:1即钙硅比为1.2-1.7:1。

而后在1000-1800℃的条件下加热第一混合物。

S2、气体处理；

将蒸汽进行降温，一般温度降至400-500℃，而后进行高温静电除尘。

而后对蒸汽依次进行脱硝和脱硫处理。

S3、制备无机纤维；

对加热后熔融状态的熔浆首先进行离心，而后将经过离心后得到的团聚的絮状纤维经过负压吸附除渣。

将经过除渣后的纤维通入改性循环池内并搅拌。其中，改性循环池内含有软化剂和分散剂，软化剂的含量为改性循环池水质量的千分之三到五，分散剂的含量不超过所述改性循环池水的质量的千分之一。

而后将改性循环池上层的浓浆抽走，同时，利用离心力使得短粗的纤维进一步落回。

向经过浓缩后的纤维施加压力，继而使得长纤维切断。

件切断后的纤维放置在水中静置，同时，向水中缓慢通入气体，进行粗细分离，分离得到的纤维粒径基本在3微米以上。

最后，直接脱水烘干得到纤维。

本实施例还提供一种无机纤维，其通过上述的利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺制备得到。

实施例2-5

实施例2-5与实施例1的操作基本一致，区别在于实施例2-5 的操作条件发生变化，具体地，操作条件参见表1。

表1实施例2-5的操作条件

另外实施例5还将限位通入改性池内，改性剂的添加量为需要改性纤维的质量的5-10％，改性后进行脱水烘干。

实验例

对本发明实施例1制备得到的纤维进行检测，检测结果参见表2。

表2纤维的检测结果

根据表2可知，本发明实施例制备得到的无机纤维重金属含量极低，且未超标，同时防火性能和防腐蚀性能良好，可大规模应用于工业上。

综上所述，本发明的通过向飞灰中添加硅钙类物质，提升第一混合物中钙类化合物和硅类化合物的含量，继而提升第一混合物中成纤物质的含量，保证纤维的制备。同时，能够充分回收利用飞灰，扩大了飞灰的回收方式，同时，降低了飞灰回收的成本，同时扩大了飞灰回收得到的样品的种类，创造了更大的经济效益。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

将飞灰和无机原料混合得到第一混合物，钙类化合物和硅类化合物的质量占所述第一混合物质量的60-80％；

在1000-1800℃的温度下加热所述第一混合物，而后将加热得到的熔浆通入成纤系统成纤。

2.根据权利要求1所述的利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，其特征在于，所述无机原料为高钙石或煤矸石。

3.根据权利要求1所述的利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，其特征在于，对加热得到的蒸汽进行尾气处理。

4.根据权利要求1所述的利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，其特征在于，所述成纤系统成纤是将加热后熔融状态的熔浆经过离心后再依次经过除渣、浓缩、切断以及粗细分离后得到的纤维。

5.根据权利要求4所述的利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，其特征在于，除渣是将经过离心后得到的团聚的絮状纤维经过负压吸附。

6.根据权利要求4所述的利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，其特征在于，浓缩是将经过除渣后的纤维通入改性循环池内并搅拌。

7.根据权利要求6所述的利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，其特征在于，改性循环池内含有软化剂和分散剂，所述软化剂的含量为改性循环池水质量的千分之三道五，分散剂的含量不超过所述改性循环池水的质量的千分之一。

8.根据权利要求4所述的利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，其特征在于，切断是向浓缩后的纤维施加压力，使得纤维断裂。

9.根据权利要求4所述的利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺，其特征在于，粗细分离是将纤维放入水中静置，同时通入气体，分离直径3mm以上的纤维。

10.一种无机纤维，其特征在于，其通过权利要求1所述的利用焚烧炉飞灰制备无机纤维的工艺制备得到。