一种环保型无碱耐火纤维的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于耐火纤维领域，具体涉及一种环保型无碱耐火纤维的制备方法。
【背景技术】
[0002]硅酸铝系列耐火纤维的优点是使用温度高，高温使用性能好，但其最大的缺陷是不可降解，对人体有害，而且对环境造成一定的危害，目前在一些发达国家已受到越来越大的使用限制。
[0003]近几年欧美发达国家在生物可降解耐火玻璃纤维开发方面取得了显著的成绩，其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等，根据玻璃中碱含量的多少，可分为无碱玻璃纤维(氧化钠0%?2%，属铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8%?12%,属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)和高碱玻璃纤维(氧化钠13%以上，属钠钙硅酸盐玻璃)。有碱玻璃纤维耐火度低于400°C，高温应用领域受到限制，以Si02、MgO和CaO为主要成分的无碱耐火纤维持续使用温度可达1000°C以上，有的能达到1260°C，具有较宽的安全使用温度范围，同时具有生物降解性，可溶于人体肺中，减少了尘肺矽肺等职业危害。
[0004]目前市场上无碱耐火纤维的生产中还添加0-5%的B2O3作为助溶剂，B203容易挥发，造成了环境污染。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种环保型无碱耐火纤维的制备方法，采用无碱无硼配方，具有耐火度高，在肺液中降解速率高，节能环保特点。
[0006]一种环保型无碱耐火纤维的制备方法，其特征在于，其制备步骤如下:
1)根据S12,MgO, CaO, Al2O3, Fe2O3和P 205的质量配比来称取天然透辉石、石英砂、方解石、煤矸石和磷矿石的质量，并且粉碎；
2)将天然透辉石、石英砂和磷矿石投入到熔融炉中加温至1450-1500°C左右，并且保持温度直至原料溶融；
3)过滤熔融液中的杂质并且将过滤液通入搅拌釜中；
4)将方解石和煤矸石投入至熔融炉中加温至2000-220(TC左右，并且保持温度直至原料溶融；
5)过滤方解石熔融液的杂质，并且通入搅拌釜中；
6)搅拌釜混合搅拌两次注入的熔融液,直至搅拌均匀形成混合熔融液；
7)搅拌好的混合熔融液通过物理方式形成纤维，并且冷却得到所需的耐火纤维。
[0007]其中，所述步骤I)的质量配比为 S12:55-65%，MgO:4-10%, CaO:20-35%，Al2O3:1_5%，Fe2O3:0.1-0.5%，Ρ205:0_5%。
[0008]其中，所述步骤I)中的粉碎粒径为50目-200目
其中，所述步骤2)与步骤4)的温度保持时间为0.5-3小时。
[0009]其中，所述步骤3)的搅拌釜采用保温装置，外加保温套。
[0010]其中，所述步骤3)的搅拌釜的保温温度为1400-1600°c。
[0011]其中，所述步骤7)的物理方式为离心甩丝或喷吹成纤。
[0012]其中，所述步骤7 )的冷却方式包括自然降温冷却，也包括采用外接设备冷却，如风机、水泵、风泵。
[0013]其中，所述步骤7)的耐火纤维直径1-10毫米，长度50-200毫米。
[0014]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:
(I)本发明提供的方法安全、可靠，符合工艺实施的安全规定。
[0015](2)本发明提供的方法制得的产品具有耐火度高、不燃、渣球含量低、良好生物降解性等优点。
[0016](3)本发明提供的方法制得的产品广泛适用于各种热工设备及管道的硅酸铝纤维替代材料。
[0017](4)本发明采用无碱无硼配方，具有耐火度高，在肺液中降解速率高，节能环保特点。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明做进一步描述:
实施例1
透辉石34.liwt%、石英砂33.25Wt%、方解石28.47Wt%和磷矿石4.17Wt%为原料，其化学组成如下:Si02:63.64%, MgO:4.77%, CaO:28.36%, Al2O3:1.02%, Fe2O3:0.25%, P2O5=1- 2%,混合粉碎至100目，在电阻炉中1500°C熔融，经离心甩丝成直径1-10微米，长度50-200毫米的纤维棉，该产品具有耐火度高、不燃、渣球含量低、良好生物降解性等优点，是广泛适用于各种热工设备及管道的硅酸铝纤维替代材料。
[0019]
实施例2
透辉石43.26Wt%、石英砂27.05Wt%、方解石25.90fft%为原料，其化学组成如下:S12:62.03%, MgO:8.05%, CaO:27.98%, Al2O3:1.99% Fe203:0.32%，混合粉碎至 100 目，在电阻炉中1400°C熔融，经离心甩丝成直径1-10微米，长度50-200毫米的纤维棉，该产品具有耐火度高、不燃、渣球含量低、良好生物降解性等优点，是广泛适用于各种热工设备及管道的硅酸铝纤维替代材料。
[0020]
实施例3
透辉石34.llWt%、石英砂33.25Wt%、方解石28.47Wt%和磷矿石4.17Wt%为原料，其化学组成如下:Si02:62.32%, MgO:7.02%, CaO:28.79%, Al2O3:1.01%, Fe203:0.3%, P2O5=1- 02%,混合粉碎至100目，在电阻炉中1485°C熔融，经离心甩丝成直径1-10微米，长度50-200毫米的纤维棉，该产品具有耐火度高、不燃、渣球含量低、良好生物降解性等优点，是广泛适用于各种热工设备及管道的硅酸铝纤维替代材料。
[0021]
实施例4
透辉石34.llWt%、石英砂33.25Wt%、方解石28.47Wt%和磷矿石4.17Wt%为原料，其化学组成如下:Si02:62.32%, MgO:7.02%, CaO:28.79%, Al2O3:1.01%, Fe2O3:0.3%, P2O5=1- 02%,混合粉碎至100目，在电阻炉中1485°C熔融，经喷吹成纤成直径1-10微米，长度50-200毫米的纤维棉，该产品具有耐火度高、不燃、渣球含量低、良好生物降解性等优点，是广泛适用于各种热工设备及管道的硅酸铝纤维替代材料。
[0022]以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种环保型无碱耐火纤维的制备方法，其特征在于，其制备步骤如下: 1)根据S12,MgO, CaO, Al2O3, Fe2O3和P 205的质量配比来称取天然透辉石、石英砂、方解石、煤矸石和磷矿石的质量，并且粉碎； 2)将天然透辉石、石英砂和磷矿石投入到熔融炉中加温至1450-1500°C左右，并且保持温度直至原料溶融； 3)过滤熔融液中的杂质并且将过滤液通入搅拌釜中； 4)将方解石和煤矸石投入至熔融炉中加温至2000-220(TC左右，并且保持温度直至原料溶融； 5)过滤方解石熔融液的杂质，并且通入搅拌釜中； 6)搅拌釜混合搅拌两次注入的熔融液,直至搅拌均匀形成混合熔融液； 7)搅拌好的混合熔融液通过物理方式形成纤维，并且冷却得到所需的耐火纤维。
2.根据权利要求书I所述的一种环保型无碱耐火纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤 O 的质量配比为 S12:55-65%, MgO:4-10%, CaO: 20-35%, Al2O3:1-5%, Fe2O3:0.1-0.5%,P205:0_5%o
3.根据权利要求书I所述的一种环保型无碱耐火纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤I)中的粉碎粒径为50目-200目。
4.根据权利要求书I所述的一种环保型无碱耐火纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2)与步骤4)的温度保持时间为0.5-3小时。
5.根据权利要求书I所述的一种环保型无碱耐火纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3)的搅拌釜采用保温装置，外设保温套。
6.根据权利要求书I所述的一种环保型无碱耐火纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3)的搅拌釜的保温温度为1400-1600°C。
7.根据权利要求书I所述的一种环保型无碱耐火纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤7)的物理方式为离心甩丝或喷吹成纤。
8.根据权利要求书I所述的一种环保型无碱耐火纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤7)的冷却方式包括自然降温冷却，也包括采用外接设备冷却，如风机、水泵、风泵。
9.根据权利要求书I所述的一种环保型无碱耐火纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤7)的耐火纤维直径1-10晕米，长度50-200晕米。
【专利摘要】本发明属于耐火纤维领域，具体涉及一种环保型无碱耐火纤维的制备方法，以天然透辉石、石英砂、方解石、煤矸石和磷矿石为原料，经原料配方、熔融、离心甩丝或喷吹成纤而成。所得纤维直径1-10毫米，长度50-200毫米，具有耐火度高、不燃、渣球含量低、良好生物降解性等优点，是广泛适用于各种热工设备及管道的硅酸铝纤维替代材料。
【IPC分类】C04B35-66, D01F9-08
【公开号】CN104557089
【申请号】CN201510006513
【发明人】李科, 李强, 刘伟, 孙佳, 王荣华, 杨国强, 张小娟, 张涛
【申请人】山东丽阳新材料股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月7日