一种利用建筑垃圾制备无机纤维的方法技术

一种利用建筑垃圾制备无机纤维的方法，所述方法将建筑垃圾破碎后筛分，根据测定的硅含量添加必要的助剂和水，经搅拌和造粒，在高温封闭式炉中加热融化，控制熔体的粘度，在一定条件下，由多孔喷丝板熔融喷出成丝，随后喷洒必要的表面处理剂，冷却，获得无机纤维。本发明专利技术技术将建筑垃圾进行改性和调配，最后成纤化，赋予建筑垃圾以超细纤维的功能性，扩大其应用领域，在造纸、保温隔热建材等方面有很好的应用前景，提高建筑垃圾的应用附加值，使得建筑垃圾走上循环利用之路，可节省一部分自然资源，并且所采用的改性和添加剂原料均为价格低廉，造价较低，其经济和社会效益明显。本发明专利技术适用于建筑垃圾的综合利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属纤维制造
。
技术介绍
随着我国国民经济发展，城镇化建设快速推进，目前中国建筑平均寿命仅30年，每年产生数亿建筑垃圾，如不作处理和利用，将造成严重的环境污染和生态破坏。建筑垃圾80%为硅钙质垃圾，含有较多的活性氧化物(Si02、Al2O3)，根据建筑垃圾成分的活性，如何进一步提高建筑垃圾的应用附加值，是科研工作者十分关注的课题。碎旧建筑材料用作道路路基、造垃圾填埋场、人造风景和种植等是利用建筑垃圾最初始手段。但多数国家大多施行的是“建筑垃圾源头削减策略”，即在建筑垃圾形成之前，就通过科学管理和有效的控制措施将其减量化。对于产生的建筑垃圾则采用科学手段，分析其化学组成以及矿物组成结构特征，使其具有再生资源的功能。目前，国内也开展建筑垃圾制砂、制砖和砌块产品开发研究，但其综合效率和效益不高，因此，建筑垃圾纤维化技术是资源、能源循环与再生利用的新技术。这技术和方法是一项开拓性的建筑垃圾综合利用的新技术和新工艺，对提高建筑垃圾利用效益、充分利用废弃资源，促进我国的经济、社会和生态环境的和谐发展，实现资源经济向循环经济的跨越具有极其深远的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是，为了充分利用废弃资源，实现资源利用最大化，本专利技术提出一种以建筑垃圾为原料制备无机纤维的方法。实现本专利技术的技术方案是，本专利技术方法根据建筑垃圾活性成分，通过组分调配和化学改性使建筑垃圾变为能够满足制备无机纤维的原料，再通过适当的高温熔化和控制成纤相结合的工艺，使建筑垃圾在化学性质和物理形态产生变化，经过各种表面处理技术，制备成适合各种应用的无机纤维，如替代植物纤维造纸、制备保温隔热节能材料、改性浙青等等，实现建筑垃圾作为再生资源循环利用。本专利技术,将建筑垃圾破碎后筛分，根据测定的硅含量添加必要的助剂和水，经搅拌和造粒，在高温封闭式炉中加热融化，控制熔体的粘度，在一定条件下，由多孔喷丝板熔融喷出成丝，随后喷洒必要的表面处理剂，冷却，获得一种无机纤维。所述的建筑垃圾硅含量为30-80%。所述的助剂为无机助剂和有机助剂。无机助剂为二氧化硅、石灰石或白岩石的一种或其混合物；有机助剂为烷基酸钠、烷基酸镁、烷基酸钙中的一种或其混合物。无机助剂和有机助剂的总量以建筑垃圾的总重量计为2-15%。所述的表面处理剂为含硅表面活性剂、酸性水溶液、水溶性聚合物稀溶液中的一种或其混合物；表面处理剂循环使用。所述的含硅表面活性剂为乳化甲基硅油、聚醚改性硅油、乳化羟基硅油、羧基改性娃油中的一种；含娃表面活性剂固含量为10-45%。所述的酸性水溶液为磷酸水溶液、硫酸水溶液、乙酸水溶液、十二烷基苯磺酸水溶液中的一种；酸性水溶液的重量百分比浓度为0.5-2%。所述的水溶性聚合物稀溶液为水溶性纤维素醚溶液、聚乙烯醇稀水溶液、水性丙烯酸类树脂稀溶液中的一种；水溶性聚合物稀溶液固含量为10-30%。可根据目标无机纤维产物的用途不同，喷洒不同的表面处理剂，以满足后续应用的要求。建筑垃圾无机纤维应用于造纸时，最优选水溶性聚合物稀溶液中的聚乙烯醇稀水溶液作为表面处理剂； 建筑垃圾无机纤维用应用于隔热保温节能建材时，优选含硅表面活性剂中的聚醚改性娃油作表面处理剂。建筑垃圾无机纤维用应用于吸附材料时，优选含酸性水溶液中的磷酸水溶液作表面处理剂。在本专利技术技术方案中，造粒粒径为lcm-5cm,优选的粒径为2_3cm ;所造的粒子包括球状、棒状、无定型状；可以是干粒、湿粒；并不须干燥，可直接加入熔化炉中在高温下熔融。在本专利技术技术方案中，熔化温度为800-1500°C，最优选的温度为1200-1300°C ； 在本专利技术技术方案中，熔体喷丝的压力为0.30-0.70MPa。最优选的压力为0.40-0.50MPa。按照本专利技术所制得的无机纤维超细直径为0.1-1OOnm ,长度为10_50cm。在最优选的工艺条件中所制得的无机纤维为50-60nm,长度为30_35cm。本专利技术的有益效果是:本专利技术技术将建筑垃圾进行改性和调配，最后成纤化，赋予建筑垃圾以超细纤维的功能性，扩大其应用领域，在造纸、保温隔热建材等方面有很好的应用前景，提高建筑垃圾的应用附加值，使得建筑垃圾走上循环利用之路，可节省一部分自然资源，并且所采用的改性和添加剂原料均为价格低廉，造价较低，其经济和社会效益明显。本专利技术适用于建筑垃圾的综合利用。【具体实施方式】实施例1 取硅含量为50%的建筑垃圾100份(按重量计，后述相同)，加入二氧化硅8份，烷基酸钠2份和水20份，搅拌均匀后，利用双辊型造粒机，造成粒径约为4cm的球粒，经计量装置均匀连续输入到封闭式熔化炉中，温度达到1150°C完全熔融后，维持13分钟，调节压力熔体液面与喷丝嘴的高度差，当压力达到0.45MPa时，开闸喷丝，并朝喷出的细丝上均匀地喷洒固含量10%的乳化甲基硅油，使之冷却，收集纤维。测定无机纤维的平均直径为20mm，长度为25_35cm，纤维收率为75%。实施例2 取硅含量为80%的建筑垃圾100份(按重量计，后述相同)，加入石灰石6份，烷基酸镁3份和水30份，搅拌均匀后，利用双辊型造粒机，造成粒径约为3cm的球粒，经计量装置均匀连续输入到封闭式熔化炉中，温度达到1250°C完全熔融后，维持8分钟，调节压力熔体液面与喷丝嘴的高度差，当压力达到0.40MPa时，开闸喷丝，并朝喷出的细丝上均匀地喷洒固含量16%的乳化羟基硅油，使之冷却，收集纤维。测定无机纤维的平均直径为25mm，长度为20_30cm，纤维收率为70%。实施例3 取硅含量为60%的建筑垃圾100份(按重量计，后述相同)，加入白岩石5份，烷基酸钙4份和水25份，搅拌均匀后，利用双辊型造粒机，造成粒径约为4cm的球粒，经计量装置均匀连续输入到封闭式熔化炉中，温度达到1200°C完全熔融后，维持10分钟，调节压力熔体液面与喷丝嘴的高度差，当压力达到0.60MPa时，开闸喷丝。并朝喷出的细丝上均匀地喷洒重量百分比浓度为0.5%磷酸水溶液,使之冷却，收集纤维。测定无机纤维的平均直径为30_，长度为25_30cm，纤维收率为73%。实施例4 取硅含量为70%的建筑垃圾100份(按重量计，后述相同)，加入二氧化硅2份、石灰石6份，烷基酸钠2份和水40份，搅拌均匀后，利用双辊型造粒机，造成粒径约为3cm的球粒，经计量装置均匀连续输入到封闭式熔化炉中，温度达到1300°C完全熔融后，维持8分钟，调节压力熔体液面与喷丝嘴的高度差，当压力达到0.40MPa时，开闸喷丝。并朝喷出的细丝上均匀地喷洒固含量为1.0%的十二烷基苯磺酸水溶液，使之冷却，收集纤维。测定无机纤维的平均直径为50mm，长度为30_35cm，纤维收率为80%。实施例5 取硅含量为30%的建筑垃圾100份(按重量计，后述相同)，加入二氧化硅6份，烷基酸钠I份、烷基酸钙2份和水35份，搅拌均匀后，利用双辊型造粒机，造成粒径约为5cm的球粒，经计量装置均匀连续输入到封闭式熔化炉中，温度达到1000°C完全熔融后，维持15分钟，调节压力熔体液面与喷丝嘴的高度差，当压力达到0.30MPa时，开闸喷丝。并朝喷出的细丝上均匀地喷洒固含量10%的水溶性纤维素醚溶液，使之冷却，收集纤维。测定无机纤维的平均直径为20mm,长度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用建筑垃圾制备无机纤维的方法，其特征在于，所述方法将建筑垃圾破碎后筛分，根据测定的硅含量添加必要的助剂和水，经搅拌和造粒，在高温封闭式炉中加热融化，控制熔体的粘度，在一定条件下，由多孔喷丝板熔融喷出成丝，随后喷洒必要的表面处理剂，冷却，获得无机纤维。

【技术特征摘要】
1.一种利用建筑垃圾制备无机纤维的方法，其特征在于，所述方法将建筑垃圾破碎后筛分，根据测定的硅含量添加必要的助剂和水，经搅拌和造粒，在高温封闭式炉中加热融化，控制熔体的粘度，在一定条件下，由多孔喷丝板熔融喷出成丝，随后喷洒必要的表面处理剂，冷却，获得无机纤维。2.根据权利要求1所述的一种利用建筑垃圾制备无机纤维的方法，其特征在于，所述建筑垃圾硅含量为30-80%。3.根据权利要求1所述的一种利用建筑垃圾制备无机纤维的方法，其特征在于，所述助剂为无机助剂和有机助剂；所述无机助剂为二氧化硅、石灰石或白岩石的一种或其混合物；所述有机助剂为烷基酸钠、烷基酸镁、烷基酸钙中的一种或其混合物；无机助剂和有机助剂的总量为建筑垃圾的总重量的2-15%。4.根据权利要求1所述的一种利用建筑垃圾制备无机纤维的方法，其特征在于，所述的表面处理剂为含硅表面活性剂、酸性水溶液、水溶性聚合物稀溶液中的一种或其混合物；表面处理剂循环使用； 所述的含硅表面活性剂为乳化甲基硅油、聚醚改性硅油、乳化羟基硅油、羧基改性硅油中的一种；含娃表面活性剂固含量为10-45% ； 所述的酸性水溶液为磷酸水溶液、硫酸水溶液、乙酸水溶液、十二烷基苯磺酸水溶液中的一种；酸性水溶液的重量百分比浓度为0.5-2% ； 所述的水溶性聚合物稀溶液为水溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈衍华，游胜勇，谌开红，王爽，严伯刚，王云敏，何国情，陈桂华，
申请(专利权)人：江西省科学院应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：江西;36