专利名称：一种微晶纤维,及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微晶纤维,及其制备方法和用途，更具体地说涉及 使用电厂锅炉、取暖锅炉等水煤浆燃烧过程中产生的粉煤灰通过特定 的工艺制备超细的，可以用于造纸行业、塑料制品行业、橡胶制品行 业、纺织行业、建筑材料及公路路面材料的微晶纤维。
背景技术：
现在，电厂及取暖锅炉燃烧过程中产生大量的粉煤灰，现在这种 粉煤灰对环境造成极大的污染，怎样消除和容纳这些粉煤灰，已经成 为企业的沉重的负担，如何变废为宝，充分利用我国的不可再生资源 的问题就摆在我们的面前。
发明内容
本发明是采用微纳米技术生产的超细水煤浆在电厂或其它种类 的锅炉中燃烧制取的超细粉煤灰作为制备超细微晶纤维的原料，在该 工艺中关键在于水煤桨中的煤粉制备工艺，现在国内煤浆中的煤粉颗
粒直径在20至40微米的范围内，将此煤粉颗粒喷射到炉膛内燃烧， 由于颗粒较大，燃烧不完全，造成浪费煤资源，增加了成本，增加了 污染，这种水煤浆在燃油锅炉的炉膛中更不能燃烧。发明人研究，通 过微纳米技术将水煤浆中的煤粉制备成2.5-10微米时，水煤浆中的煤 粉可以在炉膛中充分燃烧，该水煤浆直接喷射到燃油锅炉的炉膛中， 也可以充分燃烧，这是一种煤代油的新方法，更重要的是燃烧产生的
超细粉煤灰恰恰是本发明的后工序制备超细微晶纤维的原料。
所说的水煤浆的制作,首先将进行煤粉碎和脱硫和脱铁，该脱硫和 脱铁是现有技术，可以采用通用设备处理，处理过的初步粉碎的煤粉与 软化剂一起进入球磨机进行粉碎,该粉碎可以是干法球磨,也可以是湿
法球磨，为了将煤粉和软化剂粉碎成2.5-10微米的颗粒，需要更加专业 的设备，在国内和国外都有设备销售，例如德国有较先进的设备出售。 另一个重要的环节是添加软化剂，所需要添加的软化剂只需要粉煤用 量的3%-10%,最终制成微纳米超细水煤浆。
上面所说的微纳米超细水煤浆的化学成分发生了变化，硫的含量 低于1%，铁的含量低于1%，煤泥含量低于5%，煤颗粒的细度达到 了 1250目至8000目，部分达到10000目及纳米级。由于水煤浆的煤 粉二氧化硅和三氧化二铝含量高于90%以上，煤炭充分燃烧后，所产 生的粉煤灰的白度、细度和纯度都远远高于其它普通燃烧产生的粉煤 灰，并且简化了工艺也降低了成本。熔融的粉煤灰物料通过挤压喷射 成丝，制得3-10微米直径的柔软的微晶纤维。
具体实施例方式
所说的水煤浆的制作是首先将进行煤粉碎和脱硫和脱铁，该脱硫 和脱铁是现有技术，可以采用通用设备处理，处理过的初步粉碎的煤粉 与软化剂一起进入球磨机进行粉碎，该粉碎可以是干法球磨,也可以是 湿法球磨,为了将煤粉和软化剂粉碎成2.5-10微米的颗粒，需要更加专 业的设备，在国内和国外都有设备销售,例如德国有较先进的设备出 售。所需要添加的软化剂只需要煤总量的3%-10%，最终制成微纳米超
细水煤浆。
上面所说的微纳米超细水煤浆的化学成分发生了变化，硫的含量
低于1%，铁的含量低于1%，煤泥含量低于5%，煤颗粒的细度达到 了 1250目至8000目，部分达到10000目及纳米级。
该水煤浆在锅炉炉膛中充分燃烧后，炉膛中的近于熔融的粉煤灰 通过特殊的管道进入专用的抽丝装置，熔融的粉煤灰通过挤压喷射成 丝，制得直经为3至6微米微晶纤维。通过纳米尼龙过滤器装置，将 符合纸浆要求的微晶纤维筛选进入带有搅拌装置的水池中待用。
该微晶纤维可以与植物纤维纸浆混合，根据规格需要，按不同比 例混合，然后进入造纸的后序流程。
或者将微晶纤维干燥制成板打捆，作为造纸原料提供给造纸企 业。还可以提供给其他行业，例如塑料制品行业、橡胶制品行业、建 筑行业、公路材料行业、无纺布等行业作为功能添加材料使用。
所说的软化剂也可以在后面工艺中添加，在制造水煤桨的过程中 不加入软化剂，在水煤浆通过输送管道输送到锅炉附近的储存罐时， 同时通过另一个管道加入液态的软化剂，在储存罐里有搅拌装置，以 使得二者充分均匀混合，混合好的水煤浆喷射到锅炉中进行充分燃烧， 所生成的熔融的粉煤灰就是制造微晶纤维的原料,如前所述，通过抽 丝设备将熔融的粉煤灰挤压喷射成丝。
制造微晶纤维的具体步骤是A:将煤进行脱硫和脱铁处理；B: 将脱硫和脱铁的煤充分粉碎，粉碎方法可以是干法也可以是湿法，粉
碎成2.5 — 10微米的颗粒，在开始粉碎时按煤的总量3%—10%添加
软化剂石灰(CaOH2)，共同粉碎，二者同样成2.5 — 10微米的颗粒；
C:将煤与软化剂的细颗粒与适当的水进行充分搅拌，得到水煤桨D: 将该水煤浆喷射入锅炉的炉膛充分燃烧得到熔融的炉渣；E:将该熔 融的炉渣通过挤压抽丝机抽取1一10微米直径的微晶纤维；F:通过 物理的方法将纤维与其他不需要的渣物进行分离。
或者是A:将煤进行脱硫和脱铁处理；B:将脱硫和脱铁的煤充分
粉碎，粉碎方法可以是干法也可以是湿法，粉碎成2.5 — 10微米的颗
粒，C:将得到的煤超细颗粒与适当的水进行充分搅拌，得到水煤
浆；D:将软化剂石灰(CaOH2)通过粉碎机充分粉碎成2.5 — 10微 米的颗粒，再与适量的水充分搅拌混合成软化剂浆；E将水煤浆和软
化剂浆输送到锅炉附近的储浆罐中并充分搅拌混合，二者的比例即软
化剂浆与煤浆的比例为3: 97至10: 90;将该混合过的水煤浆喷射 入锅炉的炉膛充分燃烧得到熔融的炉渣；F:将该熔融的炉渣通过挤 压抽丝机抽取1一10微米直径的微晶纤维；G:通过物理的方法将纤 维与其他不需要的渣物进行分离。
该柔软的微晶纤维在工业上有着广泛的用途
1. 本发明的微晶纤维可以与木浆、 一年生植物纤维纸浆进行混合， 可以按不同比例进行混合，制造书写纸、新闻纸、书本纸等纸张， 这样就可以大大节省我国缺乏的树木和植物纤维资源，也节约了 普通纸浆生产过程中过度使用的水资源，还避免了对环境的污染；
2. 本发明的微晶纤维可以与木浆混合，混合比例是以微晶纤维为主
要材料，可以制造防火板，该防火板可以广泛用于室内外的装修 和装饰，也可以制造包装容器，例如各种涂料的包装容器、沥青 包装桶，各种油料桶等等,这样既增加了包装容器的坚实、承重能 力强，又可以抵御高温和防止火灾，同时还节省了大量不可再生
的资源；
3. 本发明的微晶纤维可以与木浆混合，混合的比例可以以本发明的 微晶纤维为主要成份，使用无纺布的制造工艺制造无纺布,这种无 纺布不产生静电效应，所制成的口罩和衣物又没有微细绒毛刺激 人的皮肤和鼻孔，比通常的纯化学纤维制造的无纺布衣物有更多 的优点；
4. 本发明的微晶纤维可以与水泥混合使用，可以添加5%至20%的微 晶纤维，以防止水泥建筑物龟裂，从而增加了建筑的强度和光洁 度；
5. 本发明的微晶纤维可以添加到橡胶中，以提高橡胶制品的强度和 韧性，例如在轮胎中添加5%到15%的微晶纤维，可以大大提高轮 胎的耐磨性能和抗冲击能力，从而大大提高高速行进中的汽车轮 胎的安全性能和轮胎的使用寿命；
6. 本发明的微晶纤维可以添加到各类塑料材料中,以提高塑料材料的 挠度,该塑料制品不易破碎，同时还具有阻燃的功能。，该微晶纤维 的添加量为5%至15%;
7. 本发明的微晶纤维可以与空心微珠配合使用，再加入适量的沥青， 可以用作公路路面的材料，也可以单独与沥青组合，形成公路路面
材料，该微晶纤维的用量是公路路面材料总重量的5%至15%。 本发明的微晶纤维由于用水煤浆燃烧过程中的废物直接制造而 成，所以变废物为宝，该产品及其工艺不产生任何污染，大大节约我 国的不可再生资源和充分利用工业、农业和林业的废弃物，将产生巨 大的经济效益，并大大改善我国生态环境，有助于我国环境友好型社 会的建立，并将日益显现其深远的意义。
权利要求
1.一种柔软的超细微晶纤维，其特征是直径为1-10微米，质地软和，是通过将超细水煤浆添加了适量软化剂后在不同锅炉的炉膛中充分燃烧后的熔融炉渣通过挤压抽丝而成，该微晶纤维主要成分是SiO2和Al2O3。
2. 权利要求1所说的一种柔软的超细微晶纤维的制备方法是A:将 煤进行脱硫和脱铁处理；B:将脱硫和脱铁的煤充分粉碎，粉碎方 法可以是干法也可以是湿法，粉碎成2.5—10微米的颗粒，在开始 粉碎时按煤的3%—10%添加软化剂石灰(CaOH2)，共同粉碎，二 者同样成2.5 — 10微米的颗粒；C:将煤与软化剂的细颗粒与适当的水进行充分搅拌，得到水煤浆D:将该水煤浆喷射入锅炉的炉 膛充分燃烧得到熔融的炉渣；E:将该熔融的炉渣通过挤压抽丝机 抽取1一10微米直径的微晶纤维；F:通过物理的方法将纤维与其他不需要的渣物进行分离。
3. 权利要求1所说的一种柔软的超细微晶纤维的制备方法是A:将 煤进行脱硫和脱铁处理；B:将脱硫和脱铁的煤充分粉碎，粉碎方 法可以是干法也可以是湿法，粉碎成2.5 — 10微米的颗粒，C: 将得到的煤超细颗粒与适当的水进行充分搅拌，得到水煤浆；D-将软化剂石灰(CaOH2)通过粉碎机充分粉碎成2.5 — 10微米的颗 粒，再与适量的水充分搅拌混合成软化剂浆；E将水煤浆和软化剂 浆输送到锅炉附近的储浆罐中并充分搅拌混合，二者的比例即软 化剂浆与煤浆的比例为3: 97至10:卯；将该混合过的水煤浆喷射入锅炉的炉膛充分燃烧得到熔融的炉渣；F:将该熔融的炉渣通 过挤压抽丝机抽取1一10微米直径的微晶纤维；G:通过物理的方 法将纤维与其他不需要的渣物进行分离。
4. 权利要求1所说的一种柔软的超细微晶纤维的用途是与木浆、一 年生植物纤维纸桨进行混合，以植物浆为主，超细微晶纤维为辅， 可以按不同比例进行混合，制造书写纸、新闻纸、书本纸等纸张。
5. 权利要求1所说的一种柔软的超细微晶纤维的用途是与木浆混 合，混合比例是以微晶纤维为主要材料，可以制造防火板，该防 火板可以广泛用于室内外的装修和装饰，也可以制造包装容器， 例如各种涂料的包装容器、沥青包装桶，各种油料桶等等，这样既 增加了包装容器的坚实、承重能力强，又可以抵御高温和防止火 灾。
6. 权利要求1所说的一种柔软的超细微晶纤维的用途是与木浆混合, 混合的比例可以以本发明的微晶纤维为主要成份，使用无纺布的 制造工艺制造无纺布，这种无纺布不产生静电效应，所制成的口罩 和衣物又没有微细绒毛刺激人的皮肤和鼻孔，比通常的纯化学纤 维制造的无纺布衣物有更多的优点；
7. 权利要求1所说的一种柔软的超细微晶纤维的用途是与水泥混合 使用，可以添加5%至20%的微晶纤维，以防止水泥建筑物龟裂， 从而增加了建筑的强度和光洁度；
8. 权利要求1所说的一种柔软的超细微晶纤维的用途是可以添加到 橡胶中，以提高橡胶制品的强度和韧性，例如在轮胎中添加5%到15%的微晶纤维，可以大大提高轮胎的耐磨性能和抗冲击能力，从 而大大提高高速行进中的汽车轮胎的安全性能和轮胎的使用寿 命；
9. 权利要求1所说的一种柔软的超细微晶纤维的用途是可以添加到 各类塑料材料中，以提高塑料材料的挠度,该塑料制品不易破碎，同 时还具有阻燃的功能,该微晶纤维的添加量为塑料的5%至15%;
10. 权利要求1所说的一种柔软的超细微晶纤维的用途是可以与空心 微珠配合使用,再加入适量的改性沥青，可以用作公路路面的材料, 也可以单独与沥青组合，形成公路路面材料，该微晶纤维的用量是 公路路面材料总重量的5%至15%。
全文摘要
一种直径为3-10微米，质地软和的超细微晶纤维，是通过将超细水煤浆添加了适量软化剂后在不同锅炉的炉膛中充分燃烧后的熔融炉渣通过挤压抽丝而成。该微晶纤维可以广泛用于造纸、水泥、橡胶、塑料、公路路面等领域。
文档编号C03C13/00GK101164944SQ20061014052
公开日2008年4月23日 申请日期2006年10月16日 优先权日2006年10月16日
发明者黄世鲜 申请人:黄世鲜