一种制造无机纤维的方法技术

本发明专利技术涉及一种以矿渣如钢渣、铁渣、铸造渣等、粉煤灰以及金属镁渣为原料制造无机纤维的方法。其特征在于，将混合矿渣、粉煤灰、金属镁渣粉状原料混合搅拌加工成粒径为３０－１２０ｍｍ的颗粒，将焦炭和原料按一定配比装入料仓，并在料仓内混合均匀，在高温封闭式熔炉中加热熔化，熔炉流出的熔体流入四辊离心机，四辊离心机通过高速旋转将熔融的流体分散成微小液滴并赋予液滴以极高的速度飞出，液滴在飞行的过程中与空气发生摩擦成丝，同时喷洒表面改性剂，鼓风牵伸得到直径３－５μｍ，长度７－２０ｃｍ左右的无机纤维。本发明专利技术属于固体废弃物资源综合利用，生产的无机纤维产品可用于工业节能和建筑保温，同时可替代部分木浆用于造纸，节约木材，保护生态环境，并适用于工业规模化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以矿渣如钢渣、铁渣、铸造渣等、粉煤灰以及金属镁渣为原料制造无机纤维的方法，属于固体废弃物资源综合利用

技术介绍
无机纤维及其制品是一种轻质、高效、价廉的节能产品，具有热传导系数低、保温 隔热性能好、吸声隔音、不燃烧、火灾发生时不产生有毒烟雾、不腐不蛀、报废后无公害等优 点，是目前国内外普遍使用的优质保温材料之一，主要用于建筑物的墙体、屋面、隔断保温， 也用于冷库、设备、交通工具壳体保温隔热。同时利用无机纤维作为填料生产各种纸品，具 有防火、耐高温、吸湿率小、防腐、耐久、防蛀等优点，纸张的柔韧性、抗折性、耐破度、光感度 等表面性能稳定，而且无材料辐射的危害。与传统造纸技术相比，无机纤维造纸可取代木浆 10_40%左右，在变废为宝的同时节约了林木资源，保护了生态环境，制作工艺可以克服传 统造纸行业用水量大的弊端，减少对水资源的消耗和污染。近来利用无机纤维及其制品作 为新一代的农业生长基质，相比传统的基质土壤，具有无毒无害、稳定、吸水性强的特点，同 时具有良好的渗透力，特别适用于蔬菜、花卉和其它农作物的生长，在我国，这种崭新的基 质已被广泛采用，甚至在东南亚，该产品也有一定的市场份额。 我国每年排放大量的粉煤灰和各种工业矿渣，压占土地，污染环境和增加投资，充 分利用这些废弃物对于提高资源利用效率，发展循环经济，建设节约型社会具有十分重要 的意义。目前，通常利用粉煤灰在高温熔融下喷丝制造无机纤维，粉煤灰的主要化学成份是 Si02、 A1203、 Ca0、 Mg0、 1102、硫化物等，实际上，冶金过程中为了使金属包括有色金属分离需 要造渣，很多种冶金废渣的成分都接近纤维化要求的范围，特别是炼铁的废渣，可以直接用 来生产无机纤维，所以在本专利技术综合利用各种工业矿渣以及粉煤灰来制造无机纤维，实现 固体废物的综合利用。由于矿渣已经熔融过，成份均匀且结构多为玻璃体，再次熔化时消耗 的能量较少，所以本专利技术原材料中采用工业矿渣是比较节省能源消耗的生产方式。另外适 当增加原料中Mg0的含量有利于提高纤维的柔韧性、强度和保温系数，所以本专利技术原料中 增加金属镁渣进行配方调整以提高纤维的性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种以矿渣如钢渣、铁渣、铸造渣等、粉煤灰以 及金属镁渣为原料制造无机纤维的方法。 本专利技术中采用的制备方法首先将混合矿渣、粉煤灰、金属镁渣粉状原料混合搅 拌加工成粒径为30-120mm的颗粒，将焦炭和原料按一定配比装入料仓，并在料仓内混合均 匀，在高温封闭式熔炉中加热熔化，熔炉流出的熔体流入四辊离心机，四辊离心机通过高速 旋转将熔融的流体分散成微小液滴并赋予液滴以极高的速度飞出，液滴在飞行的过程中与 空气发生摩擦成丝，同时喷洒表面改性剂，鼓风牵伸得到直径3-5ym，长度7-20cm左右的 无机纤维。3 制备过程中，原料组分是否合理、熔体温度、离心机辊轮的速度、表面改性剂的性 能等将决定纤维的长度、直径和纤维形成率。本专利技术中 所述的原料混合矿渣、粉煤灰、金属镁渣的重量百分比组成为混合矿渣30-60%，粉煤灰20-40%，金属镁渣20-30% 所述的焦碳与原料的重量比为1 : 5 所述熔炉流出的熔体温度为1250-1450°C 所述四辊离心机辊轮的旋转速度为2900-5500转/分 所述表面改性剂为硅油、乳化剂、D1821、软油精、脂肪酸的水溶液。其制作方法为 将水加热到50-8(TC，将硅油、乳化剂、D1821、软油精、脂肪酸加入到加热水中，搅拌使其完 全溶解，随后降温至0°C ，制得表面改性剂。 样品导热系数、渣球含量的测试方法参照GB/T11835-1998进行。经抽样测试，检 验结果显示本专利技术制备的无机纤维导热系数0. 028-0. 042，渣球含量4. 2_5. 9。具体实施方式 实例一 以重量百分比计，将混合矿渣40份、粉煤灰35份、金属镁渣25份，粉状原料混合 搅拌加工成粒径为30-120mm的颗粒，将焦炭20份和原料100份装入料仓，并在料仓内混合 均匀，在高温封闭式熔炉中加热熔化，熔炉温度135(TC，熔炉流出的熔体流入四辊离心机， 辊轮转速分别为1#辊轮2900转/分，2#辊轮3500转/分，3#辊轮4500转/分，4#辊轮5500 转/分，将熔融的流体分散成微小液滴并赋予液滴以极高的速度飞出，液滴在飞行的过程 中与空气发生摩擦成丝，同时喷洒表面改性剂，鼓风牵伸得到直径3. 6 ii m，长度7-20cm的 无机纤维。收率95%。导热系数0.038 ;渣球含量4.0。 实例二 以重量百分比计，将混合矿渣55份、粉煤灰25份、金属镁渣20份，粉状原料混合 搅拌加工成粒径为30-120mm的颗粒，将焦炭20份和原料100份装入料仓，并在料仓内混合 均匀，在高温封闭式熔炉中加热熔化，熔炉温度125(TC，熔炉流出的熔体流入四辊离心机， 辊轮转速分别为1#辊轮2900转/分，2#辊轮3300转/分，3#辊轮4200转/分，4#辊轮5300 转/分，将熔融的流体分散成微小液滴并赋予液滴以极高的速度飞出，液滴在飞行的过程 中与空气发生摩擦成丝，同时喷洒表面改性剂，鼓风牵伸得到直径4. 2 ii m，长度7-20cm的 无机纤维。收率93%。导热系数0.042 ;渣球含量6.0。权利要求，其特征在于首先将混合矿渣、粉煤灰、金属镁渣粉状原料混合搅拌加工成粒径为30-120mm的颗粒，将焦炭和原料按一定配比装入料仓，并在料仓内混合均匀，在高温封闭式熔炉中加热熔化，熔炉流出的熔体流入四辊离心机，四辊离心机通过高速旋转将熔融的流体分散成微小液滴并赋予液滴以极高的速度飞出，液滴在飞行的过程中与空气发生摩擦成丝，同时喷洒表面改性剂，鼓风牵伸得到直径3-5μm，长度7-20cm左右的无机纤维。2. 根据权利要求l中所述的制造无机纤维的方法，其特征在于原料中加入金属镁渣进 行配方调整，提高原料中MgO的含量，有利于提高纤维的柔韧性、强度和保温系数，从而提 高纤维的性能。3. 根据权利要求l中所述的制造无机纤维的方法，其特征在于原料混合矿渣、粉煤灰、 金属镁渣的重量百分比为混合矿渣30-60%，粉煤灰20-40%，金属镁渣20_30%。4. 根据权利要求1中所述的制造无机纤维的方法，其特征在于焦碳与原料的重量百分 比为1 : 5。5. 根据权利要求1中所述的制造无机纤维的方法，其特征在于所述熔炉流出的熔体温 度为1250-1450°C。6. 根据权利要求1中所述的制造无机纤维的方法，其特征在于四辊离心机辊轮的旋转 速度为2900-5500转/分。7. 根据权利要求l中所述的制造无机纤维的方法，其特征在于表面改性剂为硅油、乳 化剂、D1821、软油精、脂肪酸的水溶液。8. 根据权利要求7中所述的改性剂为硅油、乳化剂、D1821、软油精、脂肪酸的水溶液， 其特征在于将水加热到50-8(TC，将硅油、乳化剂、D1821、软油精、脂肪酸加入到加热水中， 搅拌使其完全溶解，随后降温至0°C ，制得表面改性剂。全文摘要本专利技术涉及一种以矿渣如钢渣、铁渣、铸造渣等、粉煤灰以及金属镁渣为原料制造无机纤维的方法。其特征在于，将混合矿渣、粉煤灰、金属镁渣粉状原料混合搅拌加工成粒径为30-12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造无机纤维的方法，其特征在于首先将混合矿渣、粉煤灰、金属镁渣粉状原料混合搅拌加工成粒径为３０－１２０ｍｍ的颗粒，将焦炭和原料按一定配比装入料仓，并在料仓内混合均匀，在高温封闭式熔炉中加热熔化，熔炉流出的熔体流入四辊离心机，四辊离心机通过高速旋转将熔融的流体分散成微小液滴并赋予液滴以极高的速度飞出，液滴在飞行的过程中与空气发生摩擦成丝，同时喷洒表面改性剂，鼓风牵伸得到直径３－５μｍ，长度７－２０ｃｍ左右的无机纤维。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：荆如婷，荆玉保，高亚丽，
申请(专利权)人：太原玉盛源能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]