制备无机纤维和镍铁合金的方法及无机纤维技术

本发明专利技术公开了制备无机纤维和镍铁合金的方法及无机纤维，该方法包括：(1)将粉煤灰、红土镍矿和生物质进行混合，以便得到混合后料；(2)将所述混合后料在缺氧环境下进行熔炼，以便得到镍铁合金和矿渣；(3)将所述矿渣进行熔融和离心，以便得到无机纤维。采用该方法实现了粉煤灰和生物质固体废弃物的高附加值利用，具有显著的环境效益和经济效益。具有显著的环境效益和经济效益。具有显著的环境效益和经济效益。

【技术实现步骤摘要】
制备无机纤维和镍铁合金的方法及无机纤维


[0001]本专利技术属于冶金领域，具体而言，本专利技术涉及制备无机纤维和镍铁合金的方法及无机纤维。

技术介绍

[0002]粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。实现粉煤灰的资源化利用是解决粉煤灰问题的最佳途径。目前，我国粉煤灰的利用率一直徘徊在70％上下，边远地区和煤炭主产区面临的粉煤灰利用率低的问题十分严峻。并且，我国对粉煤灰利用方式主要是作为制造水泥、混凝土的添加剂等低附加值的应用方式。深一步挖掘粉煤灰的资源化特性，大力开发粉煤灰的高附加值利用技术具有重要意义。
[0003]生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质。生物质含丰富的C、H等元素，是可替代化石能源的巨大资源库。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出制备无机纤维和镍铁合金的方法及无机纤维，采用该方法实现了粉煤灰和生物质固体废弃物的高附加值利用，具有显著的环境效益和经济效益。
[0005]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备无机纤维和镍铁合金的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：
[0006](1)将粉煤灰、红土镍矿和生物质进行混合，以便得到混合后料；
[0007](2)将所述混合后料在缺氧环境下进行熔炼，以便得到镍铁合金和矿渣；
[0008](3)将所述矿渣进行熔融和离心，以便得到无机纤维。
[0009]根据本专利技术的实施例的制备无机纤维和镍铁合金的方法，通过将粉煤灰、红土镍矿和生物质混合后得到的混合后料在缺氧环境下进行熔炼，生物质在缺氧环境条件下，经高温热解气化可产生大量还原性气体，如一氧化碳和氢气等，该还原性气体能够将红土镍矿中的铁氧化物和镍氧化物还原，从而形成镍铁合金，而粉煤灰中富含SiO2和Al2O3，SiO2和Al2O3在高温状态下有利于造渣，从而有利于镍铁合金的分离。然后将矿渣进行熔融和离心，在高温状态下，矿渣中的SiO2和Al2O3经离心成纤后，可以制备无机纤维，从而实现粉煤灰的高附加值利用，并且降低了制备无机纤维的原料成本，同时以生物质热解产生的还原气体作为红土镍矿中镍氧化物和铁氧化物还原过程的还原剂，与常规红土镍矿还原技术中采用焦炭等还原剂相比，本申请不仅降低了还原剂成本，而且实现了生物质的资源化利用。由此，采用该方法实现了粉煤灰和生物质固体废弃物的高附加值利用，具有显著的环境效益
和经济效益。
[0010]另外，根据本专利技术的上述实施例的制备无机纤维和镍铁合金的方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0011]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述红土镍矿的粒径不高于25mm。由此，可以保证红土镍矿与粉煤灰和生物质均匀混合，以使镍氧化物和铁氧化物的还原反应的顺利进行。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(1)中，所述生物质的粒径不高于50mm。由此，可以保证生物质的热解气化的顺利进行。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述生物质选自秸秆和玉米芯的至少之一。由此，生物质在热解气化过程中能够产生更多的氢气和一氧化碳等还原性气体。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，将所述粉煤灰、所述红土镍矿和所述生物质按照质量比为(2～2.2)：(0.8～1)：(2～2.5)进行混合。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(2)中，所述熔炼的温度为1450～1500摄氏度，时间为250～300分钟。由此，更有利于镍铁合金与矿渣的分离。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，所述熔融的温度为1550～1650摄氏度。由此，可以保证矿渣的充分熔融，从而更有利于制备无机纤维。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，所述矿渣进行所述熔融形成的熔渣的粘度为71～85泊。由此，更有利于制备无机纤维。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，在步骤(3)中，利用离心成纤机进行所述离心，所述离心成纤机的机线速度为180～200米/秒，压力为0.7～0.9MPa。由此，可以提高无机纤维的产出率，具有很高的经济效益。
[0019]在本专利技术的第二个方面，本专利技术提出了一种无机纤维。根据本专利技术的实施例，所述无机纤维是由上述所述的方法制备得到。由此，得到的无机纤维的成纤率可以达到68.43～72.16％，纤维直径为8.32～10.64微米，长径比为89～151。
[0020]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0021]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0022]图1是根据本专利技术一个实施例的制备无机纤维和镍铁合金的方法的流程示意图。
具体实施方式
[0023]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0024]在本专利技术的第一个方面，本专利技术提出了一种制备无机纤维和镍铁合金的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：
[0025]S100：将粉煤灰、红土镍矿和生物质进行混合
[0026]在该步骤中，将粉煤灰、红土镍矿和生物质进行混合，以便得到混合后料。优选地，红土镍矿的粒径不高于25mm；进一步优选地，生物质的粒径不高于50mm；更进一步优选地，生物质选自秸秆和玉米芯的至少之一；更进一步优选地，将粉煤灰、红土镍矿和生物质按照质量比为(2～2.2)：(0.8～1)：(2～2.5)进行混合，例如(2、2.01、2.02
……
2.19、2.2)：(0.8、0.81、0.82
……
0.99、1)：(2、2.01、2.02
……
2.49、2.5)。专利技术人发现，粉煤灰是制备无机纤维中的Al、Si等元素的主要来源，生物质是这个过程中还原剂CO和H2的主要来源，若粉煤灰配比过高会导致混合物熔点变高，不利于节约能源，降低经济效益，而若生物质配比过高，会导致混合物中K、Na含量高，降低无机纤维成纤率，同时若红土镍矿配比高，会降低后续镍铁合金的还原率。具体地，预先使用破碎机分别将红土镍矿和生物质进行破碎，使得破碎后的红土镍矿的粒径不高于25mm，生物质的粒径不高于50mm，以使后续粉煤灰、红土镍矿和生物质均匀混合；而后将粉煤灰、红土镍矿和生物质进行混合。需要说明的是，本领域技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备无机纤维和镍铁合金的方法，其特征在于，包括：(1)将粉煤灰、红土镍矿和生物质进行混合，以便得到混合后料；(2)将所述混合后料在缺氧环境下进行熔炼，以便得到镍铁合金和矿渣；(3)将所述矿渣进行熔融和离心，以便得到无机纤维。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述红土镍矿的粒径不高于25mm。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述生物质的粒径不高于50mm。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述生物质选自秸秆和玉米芯的至少之一。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，将所述粉煤灰、所述红土镍矿和所述生物质按照质量比为(2～2.2)：(0.8～...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕大鹏，杨文玲，胡振中，张晋玲，
申请(专利权)人：山西华清能创环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：