CN109735961A - 一种硅酸铝纤维、硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于无机耐火纤维技术领域，具体涉及一种硅酸铝纤维、硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法。该硅酸铝纤维和硅酸铝纤维针刺毯均包括FCC废催化剂、SiO₂粉料和添加料，其中添加料为煤矸石和/或焦宝石。本发明提供的硅酸铝纤维和硅酸铝纤维针刺毯以FCC废催化剂为原料，通过高温熔融处理过程使FCC废催化剂中含有的Ni、V、Co等有毒重金属完全固化在熔融冷却的纤维结构中，不会被水浸出，避免其污染环境，不仅实现了FCC废催化剂的有效处置，而且实现了资源化利用，降低了硅酸铝纤维的生产成本。

Description

一种硅酸铝纤维、硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法

技术领域

本发明属于无机耐火纤维技术领域，具体涉及一种硅酸铝纤维、硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法。

背景技术

流化床催化裂化(Fluid catalytic cracking，简称FCC)是现代石油炼制工艺的重要组成部分。FCC过程是在热和催化剂的作用下，使重质油原料发生裂解反应，转化为裂化气、汽油和柴油的过程，是主要的重油轻质化方法。FCC装置在运行过程中，由于高温及石油原料中重金属元素的毒害作用，导致催化剂活性降低、反应选择性变差，而不能满足催化裂化反应需求。若只靠自然跑损和补充新剂，无法维持催化剂的活性和选择性，因此需要定期卸出一部分无活性的催化剂，以保证装置内催化剂的活性和选择性水平，这种卸出的无催化活性的催化剂即为FCC废催化剂，是一种固体废弃物。由于FCC废催化剂中含有一定量的Ni、V、Co等有毒重金属，在堆放过程中，这些重金属容易被雨水浸出而进入土壤、大气和水资源，对人类生存环境构成严重威胁。

目前，我国催化裂化能力已居世界第二位，每年产生的FCC废催化剂数量至少在20万吨以上。随着石油资源的重质化和劣质化，FCC催化剂置换周期明显缩短，废催化剂的重金属污染问题也日益突出。如何对FCC废催化剂进行有效的处理，一直是业内人士所关注的课题之一。

目前，主要采用分离再生的方法对FCC废催化剂进行过程处理，提高其重复利用率。分离再生的方法可分为两大类，即物理分离法和化学再生法。物理分离法主要为磁分离法，在催化裂化加工过程中，装置进料中的重金属大部分沉积在催化剂上，使得催化剂产生磁感性。沾染重金属越多的催化剂颗粒，其磁感性就越强，这就为通过磁选的方法分离、回收废催化剂提供了可能。目前国内外均已有磁选分离装置建立并投入使用，在一定程度上降低了固体废弃物的排放量，但是，磁选法只是通过物理方法筛选出少部分循环时间短、污染轻(低磁剂)、性能较好、尚可继续使用的催化剂，对于那些已经显著失活的催化剂依然只能采用传统方法处理，因而无法从根本上解决废催化剂的处理问题。

化学再生法主要通过化学处理来实现FCC废催化剂的复活。将废催化剂与特定的化学试剂进行混合、浸泡，脱除废催化剂上的Ni、V等重金属，恢复催化剂的部分比表面和孔体积，再重新回用到催化裂化装置中。该方法虽然可以部分利用废催化剂形成可重复使用的活性催化剂，在一定程度上减少废催化剂的排放污染问题，但是其并不能完全解决问题，催化剂最终都将失去活性而被废弃。另外，目前化学再生法的工艺过程非常复杂且昂贵，成本过高。

从长远来看，物理分离法和化学再生法不是FCC废催化剂的有效处置办法，最好的方式还是实现其资源化利用。但是，由于FCC废催化剂中含有一定量的Ni、V、Co等有毒重金属，若直接以其为原料、不经高温固化重金属离子就用来制备其他产品，将会带来二次污染。因此，如何有效资源化利用FCC废催化剂，同时根本解决其固废处置问题，避免其重金属污染环境，是本领域亟需解决的一个技术问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的FCC废催化剂回收工艺复杂、处理成本高、未能有效实现其资源化利用等缺陷，从而提供了一种硅酸铝纤维、硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提供了一种硅酸铝纤维，包括如下重量份原料：

FCC废催化剂10份；

SiO₂粉料1-3份；

添加料1-30份；

所述添加料为煤矸石和/或焦宝石。

所述FCC废催化剂为煅烧后的FCC废催化剂，所述FCC废催化剂的煅烧温度为800-1000℃，煅烧时间为1-3h；

所述添加料为煅烧后的添加料，所述添加料的煅烧温度为1200-1400℃，煅烧时间为240-360h。

所述煅烧后的FCC废催化剂中Al₂O₃的质量分数46％-52％；SiO₂的质量分数38％-42％；

所述煅烧后的FCC废催化剂、所述SiO₂粉料和所述煅烧后的添加料三者调配的混合料中Al₂O₃含量为41-45wt％。

所述SiO₂粉料中SiO₂的质量分数≥95％，所述SiO₂粉料的粒度为1μm-20mm。

所述η≤30％时，所述硅酸铝纤维的颜色为白色；η＞30％时，所述硅酸铝纤维的颜色为浅灰色；

其中，所述η为煅烧后的FCC废催化剂占煅烧后的FCC废催化剂、SiO₂粉料和煅烧后的添加料总量的质量百分数。

本发明还提供了一种包含上述硅酸铝纤维的硅酸铝纤维针刺毯。

所述η≤30％时，所述硅酸铝纤维针刺毯的颜色为白色；η＞30％时，所述硅酸铝纤维针刺毯的颜色为浅灰色。

此外，本发明提供了一种上述硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，包括，FCC废催化剂和添加料分别经煅烧预处理后，将煅烧后的FCC废催化剂、SiO₂粉料和煅烧后的添加料混合均匀配制成混合料、均匀混合，经高温熔融、离心甩丝或喷吹成纤、集棉、针刺、加热定型、纵横剪切，打包后得到所述硅酸铝纤维针刺毯。

所述FCC废催化剂的煅烧条件为：煅烧温度800-1000℃，煅烧时间为1-3h；

所述添加料的煅烧条件为：煅烧温度为1200-1400℃，煅烧时间为240-360h。

所述高温熔融的温度为2000-2400℃。

所述离心甩丝为两辊或三辊甩丝，转速为9000-12000r/min；

所述喷吹成纤的喷吹风压为0.4-0.6MPa；

所述针刺采用单面或双面针刺机，针刺频率为60-90次/min；

所述加热定型中，温度为500-600℃，时间为10-30min。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供了一种硅酸铝纤维，包括FCC废催化剂，SiO₂粉料和添加料，其中，所述添加料为煤矸石和/或焦宝石；本发明提供的硅酸铝纤维以FCC废催化剂为原料，并与SiO₂粉料和添加料相互配合，通过2000-2400℃高温熔融处理过程使FCC废催化剂中含有的Ni、V、Co等有毒重金属完全固化在熔融冷却的纤维结构中，不再是游离态，也不会被水浸出，从而避免了FCC废催化剂中所含重金属元素污染环境的可能，不仅实现了FCC废催化剂的无毒无害化有效处理，避免了环境污染，而且实现了FCC废催化剂的资源化利用，变废为宝、降低生产成本，有效节约资源、社会效益显著；且该硅酸铝纤维的抗拉性能要高于比常规硅酸铝纤维的抗拉性能。

2.本发明提供了一种硅酸铝纤维针刺毯，该硅酸铝纤维针刺毯包括FCC废催化剂，SiO₂粉料和添加料；该硅酸铝纤维针刺毯的体积密度为120-128kg/m³、导热系数(平均温度500℃)为0.13-0.15W/m·K，加热永久线收缩(1000*24h)为2％-3％，纤维平均长度≥30mm、最长≥150mm，平均直径为6-9μm，粒径＞0.212mm的渣球含量为15％-18％，平均抗拉强度为70-85kPa。该硅酸铝纤维针刺毯的各项性能指标符合国家标准要求，具有较好的耐高温性能、隔热保温性能、成纤性能和力学性能，特别是抗拉强度，不仅远高于国家标准GB/T16400-2015《绝热用硅酸铝棉及其制品》的要求(≥14kPa)，而且高于常规的硅酸铝纤维针刺毯的抗拉强度。

该硅酸铝纤维针刺毯可以通过控制FCC废催化剂、SiO₂和添加料的配比，使煅烧后的FCC废催化剂的用量η＞30％，制备得到的硅酸铝纤维针刺毯的颜色为灰色；当煅烧后的FCC废催化剂的用量η≤30％时，制备得到的硅酸铝纤维针刺毯的颜色为白色；从而实现通过调节原料配比控制硅酸铝纤维针刺毯的颜色。

3.本发明提供了一种硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，包括，分别对FCC废催化剂和添加料进行煅烧预处理，然后将煅烧后的FCC废催化剂、SiO₂粉料和煅烧后的添加料混合均匀配制成混合料，经2000-2400℃高温熔融，离心甩丝或喷吹成纤，集棉，针刺，加热定型，纵横剪切，打包后得到所述硅酸铝纤维针刺毯；该制备方法对FCC废催化剂进行煅烧预处理，可以灼去FCC废催化剂中所含的少量残余碳以及残余油分、吸附水分等，使FCC废催化剂脱色，并避免其后续作为原料高温熔融时，因残余油分燃烧和吸附水分受热急剧膨胀而出现爆炉现象。

在该硅酸铝纤维针刺毯的制备方法中，可以通过FCC废催化剂、SiO₂和添加料的配比，使煅烧后的FCC废催化剂的用量η＞30％，制备得到的硅酸铝纤维针刺毯的颜色为灰色；当煅烧后的FCC废催化剂的用量η≤30％时，制备得到的硅酸铝纤维针刺毯的颜色为白色；从而实现通过调节原料配比控制硅酸铝纤维针刺毯的颜色。

4.本发明提供的硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，将FCC废催化剂作为硅酸铝纤维针刺毯生产原料，预期每年可资源化利用FCC废催化剂20万吨以上，既节约了原料资源，又降低了生产成本，并可通过收取固废处置费，为企业带来可观的经济效益。该硅酸铝纤维针刺毯是一种极具应用价值的无机耐火纤维材料，通过进一步加工，还可以制成纤维板、异形件等制品，在钢铁、电力、石化、热处理等行业用途广泛，前景广阔。

具体实施方式

提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器设备未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂或仪器设备产品。

在以下实施例和对比例中，硅酸铝纤维针刺毯的渣球含量按照GB/T5480测试；加热永久线变化按照GB/T17911测试；导热系数按照GB/T10294测试；抗拉强度按照GB/T17911测试。

实施例1

本实施例提供了一种硅酸铝纤维和硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法，具体包括：

该硅酸铝纤维包括质量份数分别为10份、3份和30份的煅烧后的FCC废催化剂、SiO₂粉料和煅烧后的煤矸石，其中1份为1吨；

一种包含上述硅酸铝纤维的硅酸铝纤维针刺毯；

上述硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，具体如下：

采用回转窑对FCC废催化剂进行煅烧预处理，煅烧条件为：煅烧温度800℃，煅烧时间3h；FCC废催化剂经煅烧预处理后，颜色由浅灰色变为白色(略带一点黄绿色)，所含的残余碳、残余油分、吸附水分等被彻底灼失，灼烧失重总计为0.68％；

采用梭式燃气窑对煤矸石进行煅烧预处理，煅烧条件为：煅烧温度1400℃，煅烧时间240h；煤矸石经煅烧预处理后，颜色变为洁白，灼烧失重总计为9.05％；

分别对煅烧后的FCC废催化剂、煅烧后的煤矸石中的Al₂O₃和SiO₂的质量分数进行测试，其中煅烧后的FCC废催化剂中Al₂O₃质量分数为48.69％、SiO₂质量分数为40.91％，煅烧后的煤矸石中Al₂O₃质量分数为45.76％、SiO₂质量分数为51.45％；

按照FCC掺量系数η＝23.26％、Al₂O₃质量分数为43.28％、SiO₂质量分数为52.04％的组成设计来调配混合料，将10吨上述煅烧后的FCC废催化剂、3吨SiO₂粉料、30吨上述煅烧后的煤矸石掺在一起并混合均匀，备用；所述SiO₂粉料中SiO₂质量分数为95.03％、Al₂O₃质量分数为0.49％，粉料粒度为1-20mm；

采用常规的5000吨/年产能的硅酸铝纤维针刺毯自动化、连续化生产线标准设备，将上述混合料连续投入原料熔炉，经高温熔融(2200℃)、两辊离心甩丝成纤(转速为9000-10000r/min)、集棉、针刺(双面针刺，频率为60次/min)、加热定型(500℃下加热30min)、纵横剪切等工艺，获得连续产出的长度7200mm、宽度610mm和厚度50mm的硅酸铝纤维针刺毯，打包后得到产品。

经观察，本实施例所制备的硅酸铝纤维针刺毯的颜色为白色，与常规硅酸铝纤维针刺毯相比颜色无差异。

经测试，本实施例所制备的硅酸铝纤维针刺毯的体积密度为123kg/m³、导热系数(平均温度500℃)为0.138W/m·K，说明该硅酸铝纤维针刺毯比重较轻且具有较好的隔热保温性；加热永久线收缩(1000℃*24h)为2.3％，说明该硅酸铝纤维针刺毯具有较好的耐温性能；纤维平均长度≥150mm、平均直径为8μm、粒径>0.212mm的渣球含量为15.6％，说明该硅酸铝纤维针刺毯具有较好的成纤性能；该硅酸铝纤维针刺毯的平均抗拉强度为85kPa(10次检测结果取平均),最高值达到103kPa，远高于国家标准GB/T16400-2015《绝热用硅酸铝棉及其制品》的要求(≥14kPa)。

本实施例制备的硅酸铝纤维针刺毯的抗拉强度要优于对比例1中制备得到的常规硅酸铝纤维针刺毯的平均抗拉强度。

实施例2

本实施例提供了一种硅酸铝纤维和硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法，具体包括：

该硅酸铝纤维包括质量份数分别为10份、2份和8份的煅烧后的FCC废催化剂、SiO₂粉料和煅烧后的煤矸石，其中1份为2吨；

一种包含上述硅酸铝纤维的硅酸铝纤维针刺毯；

上述硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，具体如下：

采用隧道窑对FCC废催化剂进行煅烧预处理，其中煅烧条件为：煅烧温度900℃，煅烧时间2h；FCC废催化剂经煅烧预处理后，颜色由浅灰色变为白色(略带一点黄绿色)，所含的残余碳、残余油分、吸附水分等被彻底灼失，灼烧失重总计为0.74％；

采用梭式燃气窑对煤矸石进行煅烧预处理，煅烧条件为：煅烧温度1300℃，煅烧时间300h；煤矸石经煅烧预处理后，颜色变为洁白，灼烧失重总计为8.93％；

分别对煅烧后的FCC废催化剂、煅烧后的煤矸石中的Al₂O₃和SiO₂的质量分数进行测试，其中煅烧后的FCC废催化剂中Al₂O₃质量分数为51.31％、SiO₂质量分数为41.04％，煅烧后的煤矸石中Al₂O₃质量分数为46.13％、SiO₂质量分数为51.54％；

按照FCC掺量系数η＝50％、Al₂O₃质量分数为44.14％、SiO₂质量分数为50.89％的组成设计来调配混合料，将20吨上述煅烧后的FCC废催化剂、4吨SiO₂粉料、16吨上述煅烧后的煤矸石掺在一起并混合均匀，备用；所述SiO₂粉料中SiO₂质量分数为97.58％、Al₂O₃质量分数为0.35％，粉料粒度为30μm-1mm；

采用常规的3000吨/年产能的硅酸铝纤维针刺毯自动化、连续化生产线标准设备，将上述混合料连续投入原料熔炉，经高温熔融(2400℃)、三辊离心甩丝成纤(转速为10000-12000r/min)、集棉、针刺(双面针刺，频率为90次/min)、加热定型(600℃下加热10min)、纵横剪切等工艺，获得连续产出的长度4000mm、宽度610mm和厚度20mm的硅酸铝纤维针刺毯，打包后得到产品。

经观察，本实施例所制备的硅酸铝纤维针刺毯的颜色为浅灰色，与常规白色的硅酸铝纤维针刺毯相比略有差别。

经测试，本实施例所制备的硅酸铝纤维针刺毯的体积密度为126kg/m³，导热系数(平均温度500℃)为0.145W/m·K，加热永久线收缩(1000℃*24h)为2.1％，纤维平均长度≥100mm，纤维平均直径为9μm，粒径>0.212mm的渣球含量为16.5％；平均抗拉强度为78kPa，最高值达到97kPa。

实施例3

本实施例提供了一种硅酸铝纤维和硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法，具体包括：

该硅酸铝纤维包括质量份数分别为10份、1份和1份的煅烧后的FCC废催化剂、SiO₂粉料和煅烧后的煤矸石，其中1份4吨；

一种包含上述硅酸铝纤维的硅酸铝纤维针刺毯；

上述硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，具体如下：

采用梭式燃气窑对FCC废催化剂进行煅烧预处理，煅烧条件为：煅烧温度1000℃，煅烧时间1h；FCC废催化剂经煅烧预处理后，颜色由浅灰色变为白色(略带一点黄绿色)，所含的残余碳、残余油分、吸附水分等被彻底灼失，灼烧失重总计为0.80％；

采用梭式燃气窑对煤矸石进行煅烧预处理，煅烧条件为：煅烧温度1200℃，煅烧时间360h；煤矸石经煅烧预处理后，颜色变为洁白，灼烧失重总计为8.75％；

分别对煅烧后的FCC废催化剂、煅烧后的煤矸石中的Al₂O₃和SiO₂的质量分数进行测试，其中煅烧后的FCC废催化剂中Al₂O₃质量分数为47.04％、SiO₂质量分数为39.85％，煅烧后的煤矸石中Al₂O₃质量分数为45.99％、SiO₂质量分数为51.87％；

按照FCC掺量系数η＝83.33％、Al₂O₃质量分数为43.05％、SiO₂质量分数为45.78％的组成设计来调配混合料，将40吨上述煅烧后的FCC废催化剂、4吨SiO₂粉料、4吨上述煅烧后的煤矸石掺在一起并混合均匀，备用；所述SiO₂粉料中SiO₂质量分数为99.02％、Al₂O₃质量分数为0.22％，粉料粒度为1-30μm；

采用常规的2000吨/年产能的硅酸铝纤维针刺毯自动化、连续化生产线标准设备，将上述混合料连续投入原料熔炉，经高温熔融(2000℃)、喷吹成纤(喷吹风压0.5MPa)、集棉、针刺(单面针刺，频率为80次/min)、加热定型(550℃下加热20min)、纵横剪切等工艺，获得连续产出的长度4000mm、宽度610mm和厚度40mm的硅酸铝纤维针刺毯，打包后得到产品。

经观察，本实施例所制备的硅酸铝纤维针刺毯的颜色为灰色，与常规白色的硅酸铝纤维针刺毯相比颜色差别明显。

经测试，本实施例所制备的硅酸铝纤维针刺毯的体积密度为124kg/m³，导热系数(平均温度500℃)为0.131W/m·K，加热永久线收缩(1000℃*24h)为3.0％，纤维平均长度≥30mm，纤维平均直径为6μm，粒径>0.212mm的渣球含量为18.0％；平均抗拉强度为70kPa，最高值达到82kPa。

实施例4

本实施例提供了一种硅酸铝纤维和硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法，具体包括：

该硅酸铝纤维包括质量份数分别为10份、3份和12份的煅烧后的FCC废催化剂、SiO₂粉料和煅烧后的焦宝石，其中1份为2吨；

一种包含上述硅酸铝纤维的硅酸铝纤维针刺毯；

上述硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，具体如下：

采用回转窑对FCC废催化剂进行煅烧预处理，煅烧条件为：煅烧温度850℃，煅烧时间2.5h；FCC废催化剂经煅烧预处理后，颜色由浅灰色变为白色(略带一点黄绿色)，所含的残余碳、残余油分、吸附水分等被彻底灼失，灼烧失重总计为0.71％；

采用梭式燃气窑对焦宝石进行煅烧预处理，煅烧条件为：煅烧温度1400℃，煅烧时间240h；焦宝石经煅烧预处理后，颜色变为纯白，灼烧失重总计为13.64％；

分别对煅烧后的FCC废催化剂、煅烧后的焦宝石中的Al₂O₃和SiO₂的质量分数进行测试，其中煅烧后的FCC废催化剂中Al₂O₃质量分数为50.46％、SiO₂质量分数为40.77％，煅烧后的焦宝石中Al₂O₃质量分数为44.42％、SiO₂质量分数为42.08％；

按照FCC掺量系数η＝40％、Al₂O₃质量分数为41.56％、SiO₂质量分数为48.05％的组成设计来调配混合料，将20吨上述煅烧后的FCC废催化剂、6吨SiO₂粉料、24吨上述煅烧后的焦宝石掺在一起并混合均匀，备用；所述SiO₂粉料中SiO₂质量分数为96.18％、Al₂O₃质量分数为0.44％，粉料粒度为1-5mm；

采用常规的3000吨/年产能的硅酸铝纤维针刺毯自动化、连续化生产线标准设备，将上述混合料连续投入原料熔炉，经高温熔融(2100℃)、三辊离心甩丝成纤(转速为10000-12000r/min)、集棉、针刺(双面针刺，频率为70次/min)、加热定型(500℃下加热20min)、纵横剪切等工艺，获得连续产出的长度5000mm、宽度610mm和厚度30mm的硅酸铝纤维针刺毯，打包后得到产品。

经观察，本实施例所制备的硅酸铝纤维针刺毯的颜色为浅灰色，与常规白色的硅酸铝纤维针刺毯相比颜色略有差别。

经测试，本实施例所制备的硅酸铝纤维针刺毯的体积密度为122kg/m³，导热系数(平均温度500℃)为0.139W/m·K，加热永久线收缩(1000℃*24h)为2.8％，纤维平均长度≥50mm，纤维平均直径为8μm，粒径>0.212mm的渣球含量为16.8％；平均抗拉强度为75kPa，最高值达到90kPa。

实施例5

本实施例提供了一种硅酸铝纤维和硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法，具体包括：

该硅酸铝纤维包括重量份为10份的FCC废催化剂、3份SiO₂粉料和20份煅烧后的焦宝石和煤矸石的混合料，其中1份为1吨，其中焦宝石和煤矸石质量比为1:1；

一种包含上述硅酸铝纤维的硅酸铝纤维针刺毯；

上述硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，具体如下：

采用回转窑对FCC废催化剂进行煅烧预处理，煅烧条件为：煅烧温度900℃，煅烧时间2.5h；FCC废催化剂经煅烧预处理后，颜色由浅灰色变为白色(略带一点黄绿色)，所含的残余碳、残余油分、吸附水分等被彻底灼失，灼烧失重总计为0.73％；

采用梭式燃气窑对煤矸石和焦宝石的混合料进行煅烧预处理，煅烧条件为：煅烧温度1300℃，煅烧时间260h；焦宝石和煤矸石的混合料经煅烧预处理后，颜色变为白色，灼烧失重总计为12.44％；

分别对煅烧后的FCC废催化剂、煅烧后的煤矸石中的Al₂O₃和SiO₂的质量分数进行测试，其中煅烧后的FCC废催化剂中Al₂O₃质量分数为50.01％、SiO₂质量分数为40.37％，煅烧后的焦宝石和煤矸石混合料中Al₂O₃质量分数为46.01％、SiO₂质量分数为50.77％；

按照FCC掺量系数η＝30.3％、Al₂O₃质量分数为43.07％、SiO₂质量分数为51.94％的组成设计来调配混合料，将10吨上述煅烧后的FCC废催化剂、3吨SiO₂粉料、20吨上述煅烧后的焦宝石和煤矸石混合料掺在一起并混合均匀，备用；所述SiO₂粉料中SiO₂质量分数为98.27％、Al₂O₃质量分数为0.37％，粉料粒度为100-700μm；

采用常规的5000吨/年产能的硅酸铝纤维针刺毯自动化、连续化生产线标准设备，将上述混合料连续投入原料熔炉，经高温熔融(2300℃)、喷吹成纤(喷吹风压0.6MPa)、集棉、针刺(单面针刺，频率为80次/min)、加热定型(500℃下加热30min)、纵横剪切等工艺，获得连续产出的长度5000mm、宽度610mm和厚度25mm的硅酸铝纤维针刺毯，打包后得到产品。

经观察，本实施例所制备的硅酸铝纤维针刺毯的颜色为浅灰色，与常规白色的硅酸铝纤维针刺毯相比颜色略有差别。经测试，本实施例所制备的硅酸铝纤维针刺毯的体积密度为121kg/m³，导热系数(平均温度500℃)为0.145W/m·K，加热永久线收缩(1000℃*24h)为2.4％，纤维平均长度≥55mm，纤维平均直径为7.8μm，粒径>0.212mm的渣球含量为16.7％；平均抗拉强度为81kPa，最高值达到90kPa。

对比例1

本对比例提供了一种常规的硅酸铝纤维针刺毯及其制备方法，具体如下：

该硅酸铝纤维针刺毯直接以煅烧后的煤矸石为原料进行生产；采用梭式燃气窑对煤矸石进行煅烧预处理，煅烧条件为：煅烧温度1400℃，煅烧时间240h；煤矸石经煅烧预处理后，颜色变为洁白，灼烧失重总计为9.05％；对煅烧后的煤矸石中的Al₂O₃和SiO₂的质量分数进行测试，其中Al₂O₃质量分数为45.76％、SiO₂质量分数为51.45％；

采用常规的5000吨/年产能的硅酸铝纤维针刺毯自动化、连续化生产线标准设备，将上述煅烧后的煤矸石连续投入原料熔炉，经高温熔融(2200℃)、两辊离心甩丝成纤(转速为9000-10000r/min)、集棉、针刺(双面针刺，频率为60次/min)、加热定型(500℃下加热30min)、纵横剪切等工艺，获得连续产出的长度7200mm、宽度610mm和厚度50mm的硅酸铝纤维针刺毯，打包后得到产品。

经观察，本对比例所制备的硅酸铝纤维针刺毯的颜色为白色。

经测试，本对比例所制备的硅酸铝纤维针刺毯的体积密度为124kg/m³、导热系数(平均温度500℃)为0.140W/m·K；加热永久线收缩(1000℃*24h)为3.0％；纤维平均长度≥100mm、平均直径为8μm、粒径>0.212mm的渣球含量为16.8％；该硅酸铝纤维针刺毯的平均抗拉强度为65kPa(10次检测结果取平均),最高值达到76kPa。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种硅酸铝纤维，其特征在于，包括如下重量份原料：

FCC废催化剂 10份；

SiO₂粉料 1-3份；

添加料 1-30份；

所述添加料为煤矸石和/或焦宝石。

2.根据权利要求1所述的硅酸铝纤维，其特征在于，所述FCC废催化剂为煅烧后的FCC废催化剂，所述FCC废催化剂的煅烧温度为800-1000℃，煅烧时间为1-3h；

所述添加料为煅烧后的添加料，所述添加料的煅烧温度为1200-1400℃，煅烧时间为240-360h。

3.根据权利要求2所述的硅酸铝纤维，其特征在于，所述煅烧后的FCC废催化剂中Al₂O₃的质量分数46％-52％；SiO₂的质量分数38％-42％；

所述煅烧后的FCC废催化剂、所述SiO₂粉料和所述煅烧后的添加料三者调配的混合料中Al₂O₃含量为41-45wt％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的硅酸铝纤维，其特征在于，所述SiO₂粉料中SiO₂的质量分数≥95％，所述SiO₂粉料的粒度为1μm-20mm。

5.根据权利要求2-4任一项所述的硅酸铝纤维，其特征在于，所述η≤30％时，所述硅酸铝纤维的颜色为白色；η＞30％时，所述硅酸铝纤维的颜色为浅灰色；

其中，所述η为煅烧后的FCC废催化剂占煅烧后的FCC废催化剂，SiO₂粉料和煅烧后的添加料总量的质量百分数。

6.一种包含权利要求1-5任一项所述的硅酸铝纤维的硅酸铝纤维针刺毯。

7.根据权利要求6所述的硅酸铝纤维针刺毯，其特征在于，所述η≤30％时，所述硅酸铝纤维针刺毯的颜色为白色；η＞30％时，所述硅酸铝纤维针刺毯的颜色为浅灰色。

8.一种权利要求6或7所述的硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，其特征在于，包括，FCC废催化剂和添加料分别经煅烧预处理后，将煅烧后的FCC废催化剂，SiO₂粉料和煅烧后的添加料混合均匀，调配成混合料，经高温熔融，离心甩丝或喷吹成纤，集棉，针刺，加热定型，纵横剪切，打包后得到所述硅酸铝纤维针刺毯。

9.根据权利要求8所述的硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，其特征在于，所述FCC废催化剂的煅烧条件为：煅烧温度800-1000℃，煅烧时间为1-3h；

所述添加料的煅烧条件为：煅烧温度为1200-1400℃，煅烧时间为240-360h。

10.根据权利要求8或9所述的硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，其特征在于，所述高温熔融的温度为2000-2400℃。

11.根据权利要求8-10任一项所述的硅酸铝纤维针刺毯的制备方法，其特征在于，所述离心甩丝为两辊或三辊甩丝，转速为9000-12000r/min；

所述喷吹成纤的喷吹风压为0.4-0.6MPa；

所述针刺采用单面或双面针刺机，针刺频率为60-90次/min；

所述加热定型中，加热温度为500-600℃，加热时间为10-30min。