生物质-矿物质复合材料及其制备方法技术

生物质

【技术实现步骤摘要】
生物质
‑
矿物质复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于大宗固废制造新型生物质复合材料
，具体涉及一 种生物质
‑
矿物质复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]大宗固体废弃物主要包括、粉煤灰、尾矿(共伴生矿)冶炼渣、工业 副产石膏、建筑垃圾、农林剩余物等，量大面广、环境影响突出、利用前 景广阔，是资源综合利用的核心领域。
[0003]生物质
‑
无机质复合材料是以无机质(包括水泥、石膏、粉煤灰等)为 主要胶接材料，以生物质(包括农林剩余物、果实皮壳等)纤维为增强材 料，添加一定的化学添加剂，在一定工艺条件下制成的复合材料。这类复 合材料主要用于制作复合材料瓦、平板、内外墙板及砌块等建材，优点主 要是轻质、保温、吸声、环境友好、价格低廉。
[0004]生物质
‑
矿物质复合材料是以无机质(粉煤灰、碱矿渣等)、生物质(城 市园林绿化剩余物、农林剩余物、资源作物等)为原料，在一定工艺条件 下，生物质中半纤维素、纤维素、木质素分离解聚，无机质中的矿物元素 离子化并接枝到木质素上，制得新型生物质
‑
无机质复合材料。该型复合材 料除用作建材外，还可代替纸浆、塑料等用于制作包材，代替陶土、木材 等用于制作园艺用品，目前国内外尚属空白，成为各国竞相研究的热点。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种生物质
‑
矿物质复合材料及其制备方法，以 农林剩余物等生物质和粉煤灰等大宗固废为原料，具有原料廉价易得、轻 质、环境友好、价格低廉，完全无公害降解特点，可用于建材、包材等行 业，亦可用于制作园艺用品。
[0006]为达到上述目的，本专利技术使用的技术解决方案是：
[0007]生物质
‑
矿物质复合材料，包括：25～65wt％的低聚纤维素呋喃醚，3～ 6wt％的低聚纤维素乙酰丙酸醚，10～55wt％的低聚木质素盐。
[0008]进一步，木质纤维素类生物质选用城市园林绿化剩余物、农林剩余物 或者资源作物，矿物质类固废选用粉煤灰、碱矿渣其中的一种或两种。
[0009]进一步，成盐的矿物质元素包括：硅、铝、钙、钠、钾、镁、硫、磷 或者铁。
[0010]生物质
‑
矿物质复合材料的制备方法，包括：
[0011]木质纤维素类生物质和矿物质类固废为原料，原料经变压粉碎工艺生 产生物质粉浆；
[0012]生物质粉浆经沸腾水解工艺生产糠醛、低聚纤维素、乙酰丙酸、低聚 木质素和离子化矿物质；
[0013]沸腾水解产物经结构有机重整工艺生产生物质
‑
矿物质复合材料。
[0014]优选的，原料组成包括：5～40wt％矿物质类固废，60～95wt％木质纤 维素类生物质。
[0015]优选的，变压粉碎过程包括：经机械粉碎后的木质纤维素类生物质和 矿物质类固废原料，置入变压反应器，通入过热蒸汽，温度为240～280℃、 压力为2.4～3.1MPa，时间0.5～5分钟，打开阀门，物料爆入沸腾水解反应 器。
[0016]优选的，沸腾水解反应器中进行沸腾水解时，温度为160～220℃，压 力为1.4～1.6MPa，时间5～30分钟，沸腾水解反应将木质纤维类生物质中 的半纤维素转化为糠醛，纤维素转化为低聚纤维素和乙酰丙酸，木质素转 化为低聚木质素，将矿物质类固废原料中的矿物质转化为离子化矿物质。
[0017]优选的，沸腾水解后的物料成分包括：5～36wt％糠醛，2～6wt％乙酰 丙酸，15～65wt％的低聚纤维素，10～55wt％的低聚木质素，5～40wt％ 离子化矿物质，15～60wt％的水。
[0018]优选的，结构有机重整反应器中进行结构有机重整时，温度为140～ 180℃，压力为1.1～1.5MPa，时间2～10分钟，反应将糠醛和低聚纤维素 醚化转化为低聚纤维素呋喃醚，低聚纤维素和乙酰丙酸转化为低聚纤维素 乙酰丙酸醚，低聚木质素和离子化矿物质转化为木质素盐，制成超微粉状 生物质
‑
矿物质复合材料。
[0019]优选的，超微粉状生物质
‑
矿物质复合材料成分包括：25～65wt％的低 聚纤维素呋喃醚，3～6wt％的低聚纤维素乙酰丙酸醚，10～55wt％的低聚 木质素盐，15～40wt％的水。
[0020]本专利技术技术效果包括：
[0021]1、生物质
‑
矿物质复合材料是指以农林剩余物等生物质为原料，采用变 压粉碎、沸腾水解、结构有机重整工艺制备超微粉状生物质
‑
矿物质复合材 料，同时又具有完全无公害降解特点。
[0022]2、本专利技术以农林剩余物等生物质和矿物质类固废为原料，具有原料廉 价易得，过程绿色环保，产品性能优异、成本低等特点，适合规模化工业 生产，用于建筑、包装、园艺等行业。
[0023](1)原料为木质纤维素类生物质(城市园林绿化剩余物、农林剩余物、 资源作物等)和矿物质类固废(粉煤灰、碱矿渣等)，廉价易得，多为废弃 资源，属废物利用。
[0024]本专利技术利用农林剩余物等木质纤维素类生物质和粉煤灰等矿物质类固 废为原料作为生物质
‑
矿物质复合材料的起始原料，农林剩余物和矿物质类 固废，具有原料廉价易得，过程绿色环保的优点。
[0025](2)采用变压粉碎
‑
沸腾水解工艺将半纤维素、纤维素和木质素分别转 化为糠醛、乙酰丙酸、低聚纤维素和低聚木质素，实现木质纤维素类生物 质资源全组分利用。
[0026](3)利用结构有机重整工艺生产生物质
‑
矿物质复合材料，投资少，效 率高，具有过程简捷、工艺简单高效等特点，实现粉煤灰和碱矿渣等固废 资源化再利用，适合快速布置工业化生产。
[0027](4)产品性能优异、成本低等特点，适合规模化工业生产。
[0028]生物质
‑
矿物质复合材料除用作建材外，还可代替纸浆、塑料等用于制 作包材，代替陶土、木材等用于制作园艺用品。
具体实施方式
[0029]以下描述充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员 能够实践和再现。
[0030]本专利技术以木质纤维素类生物质(城市园林绿化剩余物、农林剩余物、 资源作物等)和矿物质类固废(粉煤灰、碱矿渣等)为原料，经变压粉碎、 沸腾水解、结构有机重整工艺生产超微粉状生物质
‑
矿物质复合材料。
[0031]生物质
‑
矿物质复合材料的制备方法，以木质纤维素类生物质和矿物质 类固废为原料，原料经变压粉碎、沸腾水解、结构有机重整工艺生产超微 粉状生物质
‑
矿物质复合材料。具体步骤如下：
[0032]步骤1：以木质纤维素类生物质和矿物质类固废为原料，原料经变压粉 碎工艺生产生物质粉浆；
[0033]原料组成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.生物质
‑
矿物质复合材料，其特征在于，包括：25～65wt％的低聚纤维素呋喃醚，3～6wt％的低聚纤维素乙酰丙酸醚，10～55wt％的低聚木质素盐。2.如权利要求1所述的生物质
‑
矿物质复合材料，其特征在于，木质纤维素类生物质选用城市园林绿化剩余物、农林剩余物或者资源作物，矿物质类固废选用粉煤灰、碱矿渣其中的一种或两种。3.如权利要求1所述的低聚木质素盐，其特征在于，成盐的矿物质元素包括：硅、铝、钙、钠、钾、镁、硫、磷或者铁。4.生物质
‑
矿物质复合材料的制备方法，包括：木质纤维素类生物质和矿物质类固废为原料，原料经变压粉碎工艺生产生物质粉浆；生物质粉浆经沸腾水解工艺生产糠醛、低聚纤维素、乙酰丙酸、低聚木质素和离子化矿物质；沸腾水解产物经结构有机重整工艺生产生物质
‑
矿物质复合材料。5.如权利要求4所述的生物质
‑
矿物质复合材料的制备方法，其特征在于，原料组成包括：5～40wt％矿物质类固废，60～95wt％木质纤维素类生物质。6.如权利要求4所述的生物质
‑
矿物质复合材料的制备方法，其特征在于，变压粉碎过程包括：经机械粉碎后的木质纤维素类生物质和矿物质类固废原料，置入变压反应器，通入过热蒸汽，温度为240～280℃、压力为2.4～3.1MPa，时间0.5～5分钟，打开阀门，物料爆入沸腾水解反应器。7.如权利要求4所述的生物质

【专利技术属性】
技术研发人员：颉二旺，钟宇翔，颉宇，
申请(专利权)人：俏东方生物燃料集团有限公司，
类型：发明
国别省市：