廢棄煤矸石變身高性能無機(jī)纖維
在不久前于上海召開的工業(yè)固體廢棄物綜合利用研討會(huì)上，河南鶴壁潔聯(lián)新材料科技有限公司研發(fā)的工業(yè)固體廢棄物制取無機(jī)纖維及產(chǎn)業(yè)化成套工藝技術(shù)獲得華東理工大學(xué)、陜西科技大學(xué)、陜西百特紙業(yè)股份有限公司、云南鶴慶恒達(dá)紙業(yè)有限公司等單位有關(guān)專家的一致肯定。
中國(guó)科學(xué)院院士郭景坤、中國(guó)工程院院士劉炯天等對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的成功研發(fā)和中試給予了高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為該技術(shù)在無機(jī)纖維制取方面取得了重大突破，為我國(guó)煤矸石綠色循環(huán)利用起到了示范作用，在節(jié)約森林、土地資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境等多方面都有著積極的意義。
我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，在煤炭開采過程中必然產(chǎn)生大量煤矸石。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)歷年累計(jì)堆放的煤矸石存量約為45億噸，而且每年還以1億噸的速度遞增，已經(jīng)成為我國(guó)累計(jì)存量和占地最多的工業(yè)廢棄物。河南省是產(chǎn)煤大省，每年原煤產(chǎn)量超過1億噸，通過采礦或進(jìn)洗煤廠精選每年產(chǎn)生1000萬噸左右的工業(yè)固體廢棄物煤矸石，其利用率不到20%，給該省自然環(huán)境帶來二次污染的壓力。
鶴壁市每年新增矸石100萬噸，矸石存量達(dá)1000萬噸。傳統(tǒng)的做法是將煤矸石露天存放或是利用其制備煤矸石燒結(jié)磚。露天存放，不僅廢塵飛揚(yáng)，而且會(huì)放出大量的有害氣體，還會(huì)污染水源，而且長(zhǎng)期堆放的耕地也變得貧瘠，不能被利用。制磚的過程僅僅利用了它的填充性能，沒有實(shí)現(xiàn)它的功能性處理，附加值較低。
鶴壁潔聯(lián)新材料公司的項(xiàng)目充分利用所在地轄區(qū)內(nèi)鶴煤集團(tuán)及地方煤礦產(chǎn)生的煤矸石，采用高新技術(shù)將煤矸石在高溫封閉式熔爐中加熱熔化，將高達(dá)1600℃以上高溫的熔體采用高速離心特種專用設(shè)備，直接制成超細(xì)無機(jī)纖維。纖維直徑達(dá)0.01～0.05毫米，長(zhǎng)度為0.8～8毫米。超細(xì)無機(jī)纖維經(jīng)過軟化、改性等處理變得柔軟而有韌性，可以替代植物纖維應(yīng)用于造紙，還可生產(chǎn)保溫材料和其他建筑材料等，是一項(xiàng)符合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和產(chǎn)業(yè)政策的工業(yè)固體廢棄物綜合利用的創(chuàng)新型項(xiàng)目。
據(jù)了解，該產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力主要體現(xiàn)在三方面。
首先，該成套技術(shù)在無機(jī)材料和抄紙技術(shù)、應(yīng)用化學(xué)等學(xué)科交叉的領(lǐng)域獲得了重大的突破，具有技術(shù)密集型和集成型的高新技術(shù)特點(diǎn)，擁有12項(xiàng)專利，不僅處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位，而且其制纖原料配方、化學(xué)改性技術(shù)、抄紙?zhí)砑觿┘夹g(shù)和抄紙專項(xiàng)工藝及設(shè)備均具有各自的核心保密技術(shù)和專利技術(shù)，具有市場(chǎng)占有權(quán)。高科技為工業(yè)固體廢棄物的綠色循環(huán)利用提供了先決條件。
其次，煤矸石、粉煤灰等工業(yè)固體廢棄物價(jià)格便宜，運(yùn)輸、原料成本低于70元/噸，其他輔料約70元/噸，其成纖的轉(zhuǎn)化率75%～90％。生產(chǎn)一噸無機(jī)纖維的成本為900～1100元，傳統(tǒng)草漿紙板和木漿板則高達(dá)2500～4000元/噸。也就是說，每噸工業(yè)固體廢棄物所造就的價(jià)值比當(dāng)前煤炭還要高出十幾倍。同時(shí)，利用工業(yè)固體廢棄物制取的無機(jī)纖維代替植物纖維生產(chǎn)的各種紙品理化指標(biāo)變化不大，紙張具有植物纖維紙張無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，具有防火、耐溫、吸濕性小、防腐耐久、防蛀等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。如生產(chǎn)特種紙，產(chǎn)品保色、透氣性好、光感等表面性能穩(wěn)定。植物纖維一般只耐120℃～150℃，而無機(jī)纖維配抄的紙可耐450℃～500℃，防火性能較好。
再次，在環(huán)保方面，與傳統(tǒng)抄紙技術(shù)相比，利用工業(yè)廢棄物無機(jī)纖維抄紙可節(jié)約木材60％以上，同時(shí)減少了木材和草漿的制漿量，從源頭節(jié)水40%～50％以上，每噸紙可減少廢水排放量150噸。
還有個(gè)最大的亮點(diǎn)：煤矸石纖維紙可自然降解。據(jù)鶴壁潔聯(lián)公司技術(shù)人員介紹：“從物理結(jié)構(gòu)而言，土壤的骨架由3毫米以下的細(xì)粒構(gòu)成，煤矸石廢紙?jiān)诃h(huán)境丟棄后，在碎解過程中，土壤中的腐植酸鹽通過生物作用和各種有機(jī)酸的溶解作用、整合作用可使煤矸石纖維紙中的某些離子游離出來，使原有骨架粉碎，變成更細(xì)小微粒，可提高土壤骨架保水性能，可供植物吸收，煤矸石纖維制備生產(chǎn)過程無‘三廢’排放。”
河南省科技廳有關(guān)人士測(cè)算，鶴壁潔聯(lián)公司的高科技工藝實(shí)施后，可消化大量工業(yè)固體廢棄物。如建成一個(gè)年產(chǎn)7萬噸工業(yè)固體廢棄物制取無機(jī)纖維的企業(yè)，每年可消耗煤矸石10萬噸、粉煤灰4萬噸，如全國(guó)推廣100家即可消化1400萬噸，解決就業(yè)2萬余人，既治理了環(huán)境污染，又減少了廢棄物占用耕地面積，還能創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
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