[发明专利]一种无碱粉煤灰连续纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉煤灰纤维制造方法领域，特别是一种利用高掺量粉煤灰生产的无碱粉煤灰连续纤维及其制备方法。

背景技术

由于我国近期电力工业仍以火力发电为主，每年粉煤灰排量在3亿吨以上，粉煤灰的排放浪费大量水资源、储灰厂占用大量耕地，尽管粉煤灰综合利用领域不断扩大，但每年的利用率也只有70％左右。

我国经过开发研究，粉煤灰在建工，建材，水利等各部门得到广泛的应用。粉煤灰综合利用主要有几个方面，如水泥原料、水泥混合材料、大型水利枢纽工程、泵送混凝土等常规利用，还有如大体积混凝土制品、高级填料等高级化利用途径。粉煤灰主要用来生产粉煤灰水泥，粉煤灰砖、粉煤灰硅酸盐砌块、粉煤灰加气混凝土及其他建筑材料，还可用做农业肥料和土壤改良剂，回收工业原料和做环境材料，粉煤灰可生产短纤维棉等。

目前对于连续纤维的分类，通常用碱金属氧化物含量来区分，一般指，氧化钠，氧化钾含量。根据含碱量连续纤维分为如下几种：

无碱纤维：R₂O含量小于0.8％：是一种铝硼硅酸盐成分。它的化学稳定性、电绝缘性能、强度很好。

中碱纤维：R₂O的含量为11.9％-16.4％，是一种钠钙硅酸盐成分，因其含碱量高，不能作电绝缘材料，但其化学稳定性和强度尚好。

高碱纤维：R₂O的含量等于或大于15％的纤维称为高碱纤维。

发明内容

本发明根据粉煤灰在煤粉燃烧和排出过程中形成的晶体，极少量未燃碳组成的复合结构混合体，提出一种利用高掺量粉煤灰生产无碱粉煤灰连续纤维的方法，使粉煤灰的利用有了一个新的开发领域。

本发明提供了一种无碱粉煤灰连续纤维，其特征在于，各组分质量配比为：

所述添加剂为氧化钛、氧化硼、氧化锌中的一种或几种混合物。

氧化钙的引入有效提高纤维的化学稳定性、硬度、机械强度、使其具有耐久性，特别是耐水的侵蚀。

本发明还提供了一种无碱粉煤灰连续纤维的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、原料合成：将粉煤灰、氧化钙、氧化镁、添加剂按照粉煤灰80～90wt％、氧化钙2～10wt％、氧化镁3～7wt％，添加剂2～11wt％的比例混合；所述添加剂为氧化钛、氧化硼、氧化锌中的一种或几种混合物；

S2、计量上炉：将上述物料在1550℃～1650℃熔融2～3h，得到澄清液浆；

S3、纤维制备：所述澄清液浆降温至1150～1200℃时，输送至多孔漏板，拉制连续纤维，即得无碱粉煤灰连续纤维。

优选方式下，步骤S2所述熔融过程采用火焰池窑或电熔窑。

优选方式下，步骤S3所述拉制连续纤维过程采用自动换筒拉丝机实现。

本发明的有益效果在于：

1本发明配方简单，拓展了粉煤灰的开发利用价值。利用高掺量粉煤灰加工高附加值的工业产品。

2本发明符合国家粉煤灰综合利用与区域循环经济产业构建发展要求，对于保护生态，资源利用是一个有发展前景的项目。

3本发明也设计材料科学与工程科学技术，对材料的和易性、抗压强度、抗折强度都有探索性的发展。

本发明所述方法生产的无碱粉煤灰连续纤维，纤维纤细，柔软，具有电绝缘性能，机械强度高，耐水性好。相较于普通粉煤灰纤维，本法生产的无碱粉煤灰连续纤维达到无限长，用于制线、纺纱，作乳胶布、方格布基材、酸性过滤布、窗纱基材等。而且本方法有效的对废弃物粉煤灰进行利用，达到资源循环利用的目的。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明，下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例1

S1、原料合成：按如下比例混合；

所述粉煤灰为大连泰山电厂粉煤灰。

S2、计量上炉：上述物料混合后随加料机输送至火焰池窑或电熔窑内；在1550℃熔融2h，得到澄清液浆。

S3、纤维制备：上述煅烧制成的液浆经料道流至多孔漏板，降温至1150℃，采用自动换筒拉丝机，温度控制、页面控制、漏板控制为成熟技术，经由拉丝机自动化控制，拉至成无碱粉煤灰连续纤维。

实施例2

S1、原料合成：按如下比例混合；

所述粉煤灰为大连泰山电厂粉煤灰。