專利名稱：利用煤矸石制造硅酸鋁陶瓷纖維的方法及其應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于以Al2O3和SiO2為基料成分的陶瓷制品領域，尤其涉及利用煤矸石制造硅酸鋁陶瓷纖維。
硅酸鋁陶瓷纖維作為新型的纖維狀輕質耐火材料，在冶金、石油化工、電力、建材、有色金屬等行業工業窯爐上得到廣泛的引用，是一種性能優良的節能絕熱保溫材料。目前硅酸鋁陶瓷纖維的主要天然原料是硬質粘土，即將硬質粘土經高溫煅燒、破碎、熔融、噴吹或甩絲成纖工藝生產硅酸鋁陶瓷纖維。但是硬質粘土是一種不可再生資源和重要的工業原料，近年來由于硬質粘土的大量開采使得其資源出現匱乏，硬質粘土的品質下降，從而降低了硅酸鋁陶瓷纖維的質量。為此，尋求代替硬質粘土制造硅酸鋁陶瓷纖維的材料成為一個重要課題。
截止目前，未發現有關利用煤矸石制造硅酸鋁陶瓷纖維的報道。
本發明的另一目的是提供利用煤矸石制造的硅酸鋁陶瓷纖維的應用。
本發明涉及利用煤矸石生產硅酸鋁陶瓷纖維的方法及其應用，其特征在于以煤矸石為原料，經過煅燒、熔融、噴吹或離心甩絲成硅酸鋁陶瓷纖維。煤矸石的主要成分是Al2O3和SiO2，且含量不一，Al2O3的重量百分含量在30～50％之間。制造硅酸鋁陶瓷纖維就是主要利用煤矸石的有效成分Al2O3和SiO2，所用的煤矸石的重量化學組成為Al2O3≥43.00％，SiO2+Al2O3≥85.00％，Fe2O3≤1.00％，K2O+Na2O≤0.50％，燒失量≤15.00％。符合此標準的煤矸石資源儲量在億萬噸以上，主要集中在山西陽泉、朔州和懷仁一帶。利用煤矸石制造硅酸鋁陶瓷纖維的生產方法是先將煤矸石在1000～1600℃下煅燒300～360h，得潔白、雜質含量少的煤矸石熟料。再用破碎機將煤矸石熟料破碎，破碎粒度≤15mm，加入到高溫電阻爐中在2100～2300℃熔融。然后采用高速噴吹裝置或高速離心甩絲機，將熔融后的流股經噴吹或甩絲成陶瓷纖維散棉。該陶瓷纖維的纖維直徑為2～6mm，纖維長度≥30mm，渣球(≥0.25mm)含量≤15％，正常使用溫度達到1000℃，性能指標均達到或超過采用硬質粘土熟料生產的硅酸鋁陶瓷纖維。
利用煤矸石制造的硅酸鋁陶瓷纖維可以制作成陶瓷纖維針刺毯、陶瓷纖維氈、陶瓷纖維機制板、陶瓷纖維紙和陶瓷纖維紡織品等，作為節能耐火保溫材料應用于工業窯爐和其它保溫設施。將陶瓷纖維散棉經過針刺機針刺成毯，針刺后的毯坯經過700～900℃的高溫定型成毯，切割得到質地柔軟的針刺毯。陶瓷纖維散棉加入結合劑制成棉漿，經真空成型工藝制成一定形狀的濕制品，在110～150℃下干燥得陶瓷纖維氈。陶瓷纖維散棉加入結合劑制成棉漿，經真空成型工藝成型，再用硬化劑對制品進行硬度處理，在110～150℃下干燥，經表面磨光、切割，得到規定形狀得陶瓷纖維機制板。陶瓷纖維散棉加入有機結合劑制成棉漿，抄取陶瓷纖維紙坯，經干燥、剪切、卷取得陶瓷纖維紙。陶瓷纖維散棉添加10～15％的有機纖維，經梳毛、紡紗、合股制成陶瓷纖維紗線，經編織機、織布機等設備制作成布、帶、繩等紡織品。
本發明的有益效果在于利用廢棄物煤矸石，減少了煤矸石對環境的污染，提高了煤矸石的綜合利用水平；降低了生產成本，節約了硬質粘土和其它礦產資源，為硅酸鋁陶瓷纖維的生產提供了新的資源。
實施例2 取實施例1制備的陶瓷纖維散棉，采用傳統制造陶瓷纖維棉耐火材料制品工藝，制作陶瓷纖維針刺毯、陶瓷纖維氈、陶瓷纖維機制板、陶瓷纖維紙和陶瓷纖維紡織品。
實施例3 取組成為Al2O343.01％，SiO2+Al2O388.12％，Fe2O30.42％，K2O+Na2O 0.37％，燒失量9.21％的煤矸石100噸放置在倒焰窯中，經過1000℃的高溫煅燒360h后冷卻，得到潔白的煤矸石熟料。經檢測其組成為Al2O345.87％，SiO2+Al2O397.13％，Fe2O30.61％，K2O+Na2O0.42％。將煅燒后的煤矸石熟料用破碎機破碎成粒度≤15mm的自然級配，加入到高溫電阻爐中，在2300℃下熔融。采用高速連融連甩甩絲機，甩絲成硅酸鋁陶瓷纖維棉。
實施例4 重復實施例3，但煤矸石煅燒時間為300h，采用高速高壓連融連吹裝置噴吹成陶瓷纖維棉。
實施例5 重復實施例3，但煤矸石煅燒溫度為1600℃。
實施例6 重復實施例3，但煤矸石煅燒溫度為1600℃，煅燒時間為300h，采用高速高壓連融連吹裝置噴吹成陶瓷纖維棉。
實施例7 重復實施例3，但煤矸石熟料的熔融溫度為2100℃。
實施例8 重復實施例3，但煤矸石熟料的煅燒溫度為1600℃，煤矸石熟料的熔融溫度為2100℃，采用高速高壓連融連吹裝置噴吹成陶瓷纖維棉。
實施例9 重復實施例3，但煤矸石煅燒溫度為1600℃，煅燒時間為300h，煤矸石熟料的熔融溫度為2100℃。
實施例10 重復實施例3，但煤矸石煅燒時間為300h，煤矸石熟料的熔融溫度為2100℃。
權利要求
1.一種利用煤矸石制造硅酸鋁陶瓷纖維的方法，其特征在于以煤矸石為原料，經過煅燒、熔融、噴吹或離心甩絲成硅酸鋁陶瓷纖維。
2.根據權利要求1所述的利用煤矸石制造硅酸鋁陶瓷纖維的方法，其特征在于所用的煤矸石的重量化學組成為Al2O3≥43.00％，SiO2+Al2O3≥85.00％，Fe2O3≤1.00％，K2O+Na2O≤0.50％，燒失量≤15.00％。
3.根據權利要求1所述的利用煤矸石制造硅酸鋁陶瓷纖維的方法，其特征在于所述的煅燒是將煤矸石在1000～1600℃下煅燒300～360h。
4.根據權利要求1所述的利用煤矸石制造硅酸鋁陶瓷纖維的方法，其特征在于所述的熔融是將煅燒后的煤矸石在2100～2300℃下熔融。
5.權利要求1所限定的硅酸鋁陶瓷纖維的應用，其特征在于可以制作成陶瓷纖維針刺毯、陶瓷纖維氈、陶瓷纖維機制板、陶瓷纖維紙和陶瓷纖維紡織。
全文摘要
本發明涉及利用煤矸石制造硅酸鋁陶瓷纖維的方法及其應用,屬于以Al
文檔編號C03B37/06GK1422820SQ0113522
公開日2003年6月11日 申請日期2001年12月1日 優先權日2001年12月1日
發明者鹿成洪, 鹿成會, 任大貴, 苗海波, 李京友 申請人:山東魯陽股份有限公司