專利名稱：一種利用造紙廠堿回收白泥生產(chǎn)用于造紙無機(jī)纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的目的在于提供一種為減少環(huán)境污染，變廢為寶，利用造紙廠堿回收白泥生產(chǎn)用于造紙無機(jī)纖維的方法。
背景技術(shù)：
制漿造紙廠在堿回收過程中會產(chǎn)生大量苛化白泥(也稱造紙白泥)，其成分以碳酸鈣為主，此外，還含有苛化過程中過量加入的石灰Ca (OH) 2，同時還有硅酸鈣、殘余氫氧化鈉(殘堿)以及由于纖維原料不同而含有不等的硫化鈉、鋁、鐵、鎂化合物及塵埃雜質(zhì)等，每噸粗漿可產(chǎn)0.5白泥(干基)。以木材為原料的苛化白泥，國外及國內(nèi)的一些大型造紙廠均是采用石灰窯煅燒法，使白泥再生，生產(chǎn)再生石灰，在苛化中循環(huán)使用。然而國內(nèi)以非木材纖維為原料的制漿造紙企業(yè)，特別是竹漿、麥草等制漿原料，由于白泥的硅含量高，如果回收再生，循環(huán)使用，勢必加劇堿回收的硅干擾，以致使堿回收無法正常運行。由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等原因，在苛化白泥綜合利用的研究與開發(fā)中面臨許多問題沒有得到解決。目前絕大多數(shù)企業(yè)將此類苛化白泥擇地堆放或填埋，不但占用了大量的土地，其有害金屬還會在填埋場半徑50km范圍內(nèi)形成金屬富集圈，造成嚴(yán)重污染環(huán)境。隨著我國制漿造紙企業(yè)新建的堿回收系統(tǒng)數(shù)量增多、規(guī)模擴(kuò)大，產(chǎn)生的苛化白泥將會成比例大幅度增加，造紙白泥治理就成為許多制漿造紙企業(yè)迫切需要解決的一個難題。目前關(guān)于造紙廠堿回收白泥的綜合利用主要集中在以下三個方面在建筑方面可以利用苛化白泥制磚、生產(chǎn)水泥、膩子、建筑涂料、建筑板材、內(nèi)外墻涂料等；在塑料行業(yè)可以利用白泥中的碳酸鈣作為某些塑料制品的填料；而在環(huán)保行業(yè)，近年來有些研究將苛化白泥用于動力鍋爐排煙的脫硫劑和型煤的粘結(jié)劑等。這些方法雖然在一定程度上可解決白泥的綜合利用問題，但大都有一定的局限性。例如將苛化白泥運到水泥廠替代部分石灰石作為原料生產(chǎn)水泥時，運費和能耗就成為重要的問題，而其經(jīng)濟(jì)效益卻很小，其推廣應(yīng)用也不容易。而白泥用作塑料的填料，必須經(jīng)過精制、純化處理，成本較高，不可能大量處理白泥，而且很難做到就地利用。而白泥用于煙氣脫硫劑，如果用濕白泥，則由于白泥的PH較高，長期使用，對脫硫設(shè)備可能產(chǎn)生腐蝕作用。如果用干白泥，則能耗增加引起使用白泥的成本提高。而白泥用于型煤的粘合劑(含脫硫劑)時，會分解產(chǎn)生二氧化硫，增加了對環(huán)境的污染。也有發(fā)明專利CN 1299790A公開了一種利用造紙廢料按一定比例摻混于泥土或者粉煤灰中制磚的方法，該方法使用制磚模具來形成磚坯，在制得燒結(jié)磚后還要將其從模具中取出。對于一般的中小規(guī)模磚窯廠(日產(chǎn)量在8萬塊磚以上)而言，如此進(jìn)行裝模脫模耗工耗時很大，不適合于實際的工業(yè)生產(chǎn)。到目前為止，在上述白泥綜合利用方法中，真正工業(yè)化應(yīng)用的不多，只是少部分利用，主要存在問題有①成本過高，收益少，沒有推廣價值白泥消耗量小，實際可行性??；③技術(shù)還不夠成熟，工業(yè)化應(yīng)用還需要進(jìn)一步研究。這些問題限制了白泥的應(yīng)用，因而目前大量白泥還是堆放，不僅占用了大量土地，而且加重了企業(yè)的負(fù)擔(dān)。所以，開展白泥綜合利用的研究迫在眉睫。
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粉煤灰是以煤粉為燃料的發(fā)電廠和城市集中供熱鍋爐燃煤后，由煙氣帶出的粉狀殘留物，是一種“人工火山灰質(zhì)”的硅鋁質(zhì)材料。煤矸石是煤礦開采和精煤洗選過程排放量最大的固體廢棄物。我國做為世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國，目前粉煤灰年排量約2 億噸，煤矸石堆存已累計50億t以上，粉煤灰和煤矸石是我國工業(yè)排放最大的固體廢棄物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過對造紙堿回收白泥以及粉煤灰和煤矸石等工業(yè)廢棄物的化學(xué)成分分析，認(rèn)為將這幾者經(jīng)過適當(dāng)調(diào)配和組合，使Si Al Ca元素的質(zhì)量含量調(diào)整到19 26 : 15 22 : 8 12的范圍內(nèi)，就可用于生產(chǎn)優(yōu)良的板紙無機(jī)纖維原料。表I白泥的主要化學(xué)成份 表2粉煤灰主要化學(xué)成份 表3煤砰石的化學(xué)成分％為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是首先將造紙廠堿回收的白泥與選煤廢渣、煤矸石或電廠燃料廢渣粉煤灰中的一種或兩種進(jìn)行調(diào)配，使其Si Al Ca元素的質(zhì)量含量調(diào)整為19 26 : 15 22 : 8 12，然后將塊狀原料粉碎與白泥混合后制成 3-5cm的球粒，加入專利產(chǎn)品RX-2007型熔化爐中高溫吹氧熔煉轉(zhuǎn)化，在1500度 1600度熔融，同時采用雙渦流除塵機(jī)對熔煉過程進(jìn)行除塵、脫硫，將熔化的原料通過離心高速成纖設(shè)備及洛球分離，制成直徑O. 01 O. 05mm。長度O. 3 3cmmm的超細(xì)無機(jī)纖維。然后在超細(xì)無機(jī)纖維中加入纖維質(zhì)量O. 8% I. 5%的軟化增強(qiáng)改性劑，通過干法或濕法對超細(xì)無機(jī)纖維進(jìn)行表面改性處理，即可制得用于造紙中紙板生產(chǎn)的無機(jī)纖維。
具體實施例方式實施例I :首先將造紙廠堿回收的白泥與選煤廢渣、煤矸石或電廠燃料廢渣粉煤灰中的一種或兩種進(jìn)行調(diào)配，使其Si Al Ca元素的質(zhì)量含量調(diào)整為19 20 12，然后將塊狀原料粉碎與白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入專利產(chǎn)品RX-2007型熔化爐中高溫吹氧熔煉轉(zhuǎn)化，在1500度 1600度熔融，同時采用雙渦流除塵機(jī)對熔煉過程進(jìn)行除塵、脫硫，將熔化的原料通過離心高速成纖設(shè)備及洛球分離，制成直徑為O. 02_、長度為5_的超細(xì)無機(jī)纖維； 在制得的超細(xì)無機(jī)纖維中加入纖維質(zhì)量O. 8 %的軟化增強(qiáng)改性劑，通過干法或濕法對超細(xì)無機(jī)纖維進(jìn)行表面改性處理，即可制得用于造紙中紙板生產(chǎn)的無機(jī)纖維。實施例2:
首先將造紙廠堿回收的白泥與選煤廢渣、煤矸石或電廠燃料廢渣粉煤灰中的一種或兩種進(jìn)行調(diào)配，使其Si Al Ca元素的質(zhì)量含量調(diào)整為23 17 10，，然后將塊狀原料粉碎與白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入專利產(chǎn)品RX-2007型熔化爐中高溫吹氧熔煉轉(zhuǎn)化，在1500度 1600度熔融，同時采用雙渦流除塵機(jī)對熔煉過程進(jìn)行除塵、脫硫，將熔化的原料通過離心高速成纖設(shè)備及洛球分離，制成直徑為O. 04_、長度為8_的超細(xì)無機(jī)纖維；在制得的超細(xì)無機(jī)纖維中加入纖維質(zhì)量I. 2%的軟化增強(qiáng)改性劑，通過干法或濕法對超細(xì)無機(jī)纖維進(jìn)行表面改性處理，即可制得用于造紙中紙板生產(chǎn)的無機(jī)纖維。實施例3:首先將造紙廠堿回收的白泥與選煤廢渣、煤矸石或電廠燃料廢渣粉煤灰中的一種或兩種進(jìn)行調(diào)配，使其Si Al Ca元素的質(zhì)量含量調(diào)整為26 22 8，然后將塊狀原料粉碎與白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入專利產(chǎn)品RX-2007型熔化爐中高溫吹氧熔煉轉(zhuǎn)化，在1500度 1600度熔融，同時采用雙渦流除塵機(jī)對熔煉過程進(jìn)行除塵、脫硫，將熔化的原料通過離心高速成纖設(shè)備及洛球分離，制成直徑為O. 01_、長度為2_的超細(xì)無機(jī)纖維； 在制得的超細(xì)無機(jī)纖維中加入纖維質(zhì)量I. 0%的軟化增強(qiáng)改性劑，通過干法或濕法對超細(xì)無機(jī)纖維進(jìn)行表面改性處理，即可制得用于造紙中紙板生產(chǎn)的無機(jī)纖維。實施例4 首先將造紙廠堿回收的白泥與選煤廢渣、煤矸石或電廠燃料廢渣粉煤灰中的一種或兩種進(jìn)行調(diào)配，使其Si Al Ca元素的質(zhì)量含量調(diào)整為20 19 11,然后將塊狀原料粉碎與白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入專利產(chǎn)品RX-2007型熔化爐中高溫吹氧熔煉轉(zhuǎn)化，在1500度 1600度熔融，同時采用雙渦流除塵機(jī)對熔煉過程進(jìn)行除塵、脫硫，將熔化的原料通過離心高速成纖設(shè)備及洛球分離，制成直徑為O. 05_、長度為2_的超細(xì)無機(jī)纖維；在制得的超細(xì)無機(jī)纖維中加入纖維質(zhì)量I. 5%的軟化增強(qiáng)改性劑通過干法或濕法對超細(xì)無機(jī)纖維進(jìn)行表面改性處理，即可制得用于造紙中紙板生產(chǎn)的無機(jī)纖維。實施例5 首先將造紙廠堿回收的白泥與選煤廢渣、煤矸石或電廠燃料廢渣粉煤灰中的一種或兩種進(jìn)行調(diào)配，使其Si Al Ca元素的質(zhì)量含量調(diào)整為24 15 9,然后將塊狀原料粉碎與白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入RX-2007型熔化爐中高溫吹氧熔煉轉(zhuǎn)化，在1500 度 1600度熔融，同時采用雙渦流除塵機(jī)對熔煉過程進(jìn)行除塵、脫硫，將熔化的原料通過離心高速成纖設(shè)備及洛球分離，制成直徑為O. 03_、長度為3_的超細(xì)無機(jī)纖維；在制得的超細(xì)無機(jī)纖維中加入纖維質(zhì)量I. 3 %的軟化增強(qiáng)改性劑，通過干法或濕法對超細(xì)無機(jī)纖維進(jìn)行表面改性處理，即可制得用于造紙中紙板生產(chǎn)的無機(jī)纖維。實施例6 首先將造紙廠堿回收的白泥與選煤廢渣、煤矸石或電廠燃料廢渣粉煤灰中的一種或兩種進(jìn)行調(diào)配，使其Si Al Ca元素的質(zhì)量含量調(diào)整為25 21 12，然后將塊狀原料粉碎與白泥混合后制成3-5cm的球粒，加入專利產(chǎn)品RX-2007型熔化爐中高溫吹氧熔煉轉(zhuǎn)化，在1500度 1600度熔融，同時采用雙渦流除塵機(jī)對熔煉過程進(jìn)行除塵、脫硫，將熔化的原料通過離心高速成纖設(shè)備及洛球分離，制成直徑為O. 02_、長度為7_的超細(xì)無機(jī)纖維； 在制得的超細(xì)無機(jī)纖維中加入纖維質(zhì)量O. 9%的軟化增強(qiáng)改性劑，通過干法或濕法對超細(xì)無機(jī)纖維進(jìn)行表面改性處理，即可制得用于造紙中紙板生產(chǎn)的無機(jī)纖維。
按照本發(fā)明的制備方法制得的超細(xì)無機(jī)纖維可以作為造紙紙板的纖維原料，也可作為眾多領(lǐng)域的材料，如新型保溫、蓄冷、吸音、防火輕質(zhì)建筑材料，以及用于城市綠化、農(nóng)業(yè)保水的基材，橡膠、塑料行業(yè)的填料，高速公路改性浙青增強(qiáng)填料等。
權(quán)利要求
1.利用造紙廠堿回收白泥生產(chǎn)用于造紙無機(jī)纖維的方法，其特征在于使用的原料包括(I)造紙廠堿回收的白泥；(2)選煤廢渣、煤矸石；(3)電廠燃料廢渣粉煤灰。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用工業(yè)固體廢棄物制取超細(xì)無機(jī)纖維的方法，其特征在于首先將上述所用原料中(I)堿回收的白泥與(2)或(3)中的一種或兩種進(jìn)行調(diào)配，使其 Si Al Ca元素的質(zhì)量含量調(diào)整為19 26 15 22 8 12，然后將塊狀原料粉碎與白泥混合后制成3-5cm的球粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用工業(yè)固體廢棄物制取超細(xì)無機(jī)纖維的方法，其特征在于將上述2中的球粒加入專利產(chǎn)品RX-2007型熔化爐中高溫吹氧熔煉轉(zhuǎn)化，在1500度 1600度熔融，同時采用雙渦流除塵機(jī)對熔煉過程進(jìn)行除塵、脫硫，將熔化的原料通過離心高速成纖設(shè)備及洛球分離，制成直徑O. 01 O. 05mm。長度O. 3 8mm的無機(jī)纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用工業(yè)固體廢棄物制取超細(xì)無機(jī)纖維的方法，其特征在于在上述3制得的超細(xì)無機(jī)纖維中加入纖維質(zhì)量O. 8% I. 5%的軟化增強(qiáng)改性劑通過干法或濕法對超細(xì)無機(jī)纖維進(jìn)行表面改性處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用造紙廠堿回收白泥生產(chǎn)用于造紙無機(jī)纖維的方法。該方法可將造紙堿回收白泥與選煤廢渣、煤矸石，電廠燃料廢渣粉煤灰等，通過合理配比后造粒，在專利產(chǎn)品RX-2007型熔化爐中高溫吹氧熔煉轉(zhuǎn)化，通過離心高速成纖設(shè)備噴絲霧化成纖技術(shù)，然后經(jīng)空氣冷卻及渣球分離，制成直徑0.01～0.05mm。長度0.3～8mm的無機(jī)纖維，再經(jīng)化學(xué)有機(jī)改性，以提高纖維的柔軟性，用以取代20％-50％的造紙纖維原料。本發(fā)明是一種充分利用工業(yè)固體廢棄物、變廢為寶的創(chuàng)新項目。通過該發(fā)明制造的無機(jī)纖維可以作為造紙如紙板的纖維原料，新型保溫、蓄冷、吸音、防火輕質(zhì)建筑材料等。
文檔編號D01F9/08GK102586947SQ201210061659
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者張本立, 鄭小鵬, 鄭融, 陳均志 申請人:鄭州恒豐再生環(huán)保能源材料有限公司, 陜西科技大學(xué), 鶴壁維潔節(jié)能材料研究院