廢棄煤矸石變身高性能無機纖維
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纖維及產業(yè)化成套工藝技術獲得華東理工大學、陜西科技大學、陜西百特紙業(yè)股份有限公司、云南鶴慶恒達紙業(yè)有限公司等單位有關專家的一致肯定。
中國科學院院士郭景坤、中國工程院院士劉炯天等對此項技術的成功研發(fā)和中試給予了高度評價，認為該技術在無機纖維制取方面取得了重大突破，為我國煤矸石綠色循環(huán)利用起到了示范作用，在節(jié)約森林、土地資源和保護生態(tài)環(huán)境等多方面都有著積極的意義。
我國是世界上最大的煤炭生產國和消費國，在煤炭開采過程中必然產生大量煤矸石。據有關部門統(tǒng)計，目前我國歷年累計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，已經成為我國累計存量和占地最多的工業(yè)廢棄物。河南省是產煤大省，每年原煤產量超過1億噸，通過采礦或進洗煤廠精選每年產生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磚。露天存放，不僅廢塵飛揚，而且會放出大量的有害氣體，還會污染水源，而且長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)新材料公司的項目充分利用所在地轄區(qū)內鶴煤集團及地方煤礦產生的煤矸石，采用高新技術將煤矸石在高溫封閉式熔爐中加熱熔化，將高達1600℃以上高溫的熔體采用高速離心特種專用設備，直接制成超細無機纖維。纖維直徑達0.01～0.05毫米，長度為0.8～8毫米。超細無機纖維經過軟化、改性等處理變得柔軟而有韌性，可以替代植物纖維應用于造紙，還可生產保溫材料和其他建筑材料等，是一項符合現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展趨勢和產業(yè)政策的工業(yè)固體廢棄物綜合利用的創(chuàng)新型項目。
據了解，該產品競爭力主要體現(xiàn)在三方面。
首先，該成套技術在無機材料和抄紙技術、應用化學等學科交叉的領域獲得了重大的突破，具有技術密集型和集成型的高新技術特點，擁有12項專利，不僅處于國內領先地位，而且其制纖原料配方、化學改性技術、抄紙?zhí)砑觿┘夹g和抄紙專項工藝及設備均具有各自的核心保密技術和專利技術，具有市場占有權。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)固體廢棄物價格便宜，運輸、原料成本低于70元/噸，其他輔料約70元/噸，其成纖的轉化率75%～90％。生產一噸無機纖維的成本為900～1100元，傳統(tǒng)草漿紙板和木漿板則高達2500～4000元/噸。也就是說，每噸工業(yè)固體廢棄物所造就的價值比當前煤炭還要高出十幾倍。同時，利用工業(yè)固體廢棄物制取的無機纖維代替植物纖維生產的各種紙品理化指標變化不大，紙張具有植物纖維紙張無可比擬的優(yōu)點，具有防火、耐溫、吸濕性小、防腐耐久、防蛀等獨特優(yōu)點。如生產特種紙，產品保色、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)抄紙技術相比，利用工業(yè)廢棄物無機纖維抄紙可節(jié)約木材60％以上，同時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。
還有個最大的亮點：煤矸石纖維紙可自然降解。據鶴壁潔聯(lián)公司技術人員介紹：“從物理結構而言，土壤的骨架由3毫米以下的細粒構成，煤矸石廢紙在環(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過程無‘三廢’排放。”
河南省科技廳有關人士測算，鶴壁潔聯(lián)公司的高科技工藝實施后，可消化大量工業(yè)固體廢棄物。如建成一個年產7萬噸工業(yè)固體廢棄物制取無機纖維的企業(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)造可觀的經濟效益。
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