本發(fā)明具體涉及一種廢棄玻璃纖維處理工藝。

背景技術：

玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，以石英砂、葉蠟石、石灰石、硼酸等天然無機非金屬礦石為原料，按一定的配方經高溫熔制、拉絲、絡紗等數道工藝制作而成，具有耐高溫，抗腐，隔熱、抗拉強度高，電絕緣性好等優(yōu)異性能，在電子電器、汽車工業(yè)、航空航天、風力發(fā)電及生物醫(yī)藥領域得到廣泛應用。但是玻璃纖維屬于脆性材料，為了增強它的力學性能使其符合工藝需求，在生產玻璃纖維的拉絲過程中需要在其表面涂覆玻璃纖維浸潤劑。浸潤劑不僅能有效地潤滑玻璃纖維表面,還能將數百根乃至數千根玻纖單絲集成一束,在原絲纏繞成原絲筒后原絲之間不相互粘結。同時增加玻璃纖維在后加工過程中的柔軟性，減少機械磨損。通常，浸潤劑里會加入成膜劑、偶聯劑、潤滑劑、抗靜電劑等成分，在玻璃纖維表面形成一個有濃度梯度的復雜結構層。

玻璃纖維廢絲是玻璃纖維生產中產生的工業(yè)尾料，是一種固體廢棄物，我國每年將產生3～5萬噸涂有不同類型浸潤劑的廢絲，對企業(yè)來說是一個極大的負擔，對社會來說更會造成環(huán)境污染。最早選取深埋的方式進行廢絲的處理，該處理方法造成大量農田的浪費和污染。隨著國家對環(huán)境保護的控制越來越嚴格，深埋方式已完全被淘汰，玻璃纖維生產企業(yè)亟需尋找新的方法來解決廢棄玻璃纖維污染問題。目前來講最低廉、最環(huán)保的方式是將玻璃纖維重新回爐，但是由于浸潤劑的存在使玻纖廢絲重新回爐時的比例無法達到生產需求，因此回爐前需進行浸潤劑的去除。傳統去除浸潤劑的方法為高溫煅燒，溫度達到1400℃，該方法能耗較高且產生的廢氣對環(huán)境造成很大的危害。因此尋求能耗低、無污染去除浸潤劑方法成為玻璃纖維企業(yè)迫切需要解決的問題。

技術實現要素：

為了解決上述的技術問題，本發(fā)明提供了一種能耗低、無污染去除浸潤劑的對廢棄玻纖的低溫閉環(huán)處理工藝。

本發(fā)明所述的閉環(huán)處理工藝，是指在生產中采取一些特定的處理工藝，將產生的廢棄物回收利用，對外無排放（零排放），無污染，實現循環(huán)利用的過程，從而降低能耗，節(jié)約成本，并且有利環(huán)境。

本發(fā)明的廢棄玻纖的低溫閉環(huán)處理工藝，包括：

（1）清洗廢棄玻纖，干燥；

（2）粉碎，得玻纖粉末；

（3）無機酸浸漬活化處理；

（4）催化劑、消泡劑、表面活性劑和溶劑置于反應釜中處理；

（5）干燥，煅燒，制備玻璃纖維。

本發(fā)明所涉及的廢棄玻纖包括環(huán)氧樹脂型玻纖、不飽和聚酯型玻纖、丙烯酸酯型玻纖、酚醛樹脂型玻纖、聚氨酯型玻纖等廢棄玻纖。

采用超聲清洗的方法對廢棄玻纖清洗，超聲頻率為30～100khz，清洗時間為1～15min；清洗后的玻纖廢絲于80～120℃下干燥2～10h。

將干燥后的廢棄玻纖剪切成長度小于2mm的短絲，送入氣流超微粉碎機，氣流速度為1.5mhz以上的超速旋轉氣流，輸送壓力為0.5～1.2mpa。

無機酸浸漬處理步驟具體為，酸浸漬液的ph值為1～5，無機酸為鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、次氯酸、重鉻酸、高氯酸中的一種或幾種的混合物，無機酸的添加量為玻纖粉末總重量的3～10%，浸漬活化時間為6～10h。

上述的催化劑包括al2o3，kno3/al2o3，koh/al2o3，naoh/al2o3，lioh/al2o3，csoh/al2o3，naoh，koh，lioh，csoh中的至少一種；

溶劑包括水、低級醇、有機烷烴、醚類中的至少一種；

表面活性劑為硬脂酸，十二烷基苯磺酸鈉，十八烷基二甲基芐基氯化銨、十六烷基溴化銨、山梨醇表面活性劑中的至少一種；

消泡劑為有機硅類消泡劑、聚醚類消泡劑、硅和醚接枝類消泡劑、含胺類消泡劑、亞胺類消泡劑和酰胺類消泡劑中至少一種；

活化后玻纖粉：催化劑：溶劑：表面活性劑：消泡劑的質量份數比為20～30：3～8：80～100：0.5～1.2：0.1～0.8。

優(yōu)選的，（4）中的反應條件如下：50～120℃條件下，壓力為0.5～1mpa，攪拌4～12h，攪拌速率為1000～3000r/min。

（5）中玻璃纖維蒸發(fā)，回收所用溶劑后，在100～250℃干燥1h～5h，干燥后回窯爐煅燒制備玻璃纖維。

本發(fā)明針對玻纖浸潤劑去除的采用了無損、綠色、環(huán)保處理工藝。目前鮮有類似于本發(fā)明方法的文獻資料報道，也未有企業(yè)將此技術實現產業(yè)化，本發(fā)明的方法在同行業(yè)領域內具有示范性作用，同時也具有巨大的行業(yè)影響力，能帶來非?？捎^的經濟效益。本發(fā)明的方法符合綠色生產與可持續(xù)發(fā)展策略，也符合資源回收與再利用方針，開發(fā)前景廣闊。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法處理玻纖廢絲后sem測定結果；

圖2為本發(fā)明工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式來對本發(fā)明作更進一步的說明，以便本領域的技術人員更了解本發(fā)明，但并不以此限制本發(fā)明。

本發(fā)明中所述的“份”，如無特殊說明，均指重量份數；

實施例1

環(huán)氧樹脂型玻璃纖維廢絲的低溫閉環(huán)處理工藝，包括以下步驟：

（1）將環(huán)氧樹脂型玻璃纖維廢絲進行超聲清洗，超聲頻率為70khz，清洗時間為15min，清洗后于80℃下干燥5h；

（2）干燥后的廢棄玻纖剪切成長度1mm左右的短絲，在氣流帶動下送入氣流超微粉碎機，氣流速度為1.8mhz以上的超速旋轉氣流，輸送壓力為0.6mpa，粉碎后過200目篩；

（3）將過篩后的廢棄玻纖粉置于無機酸中浸漬活化8小時左右，無機酸占玻纖粉末總重量的5%左右，所選無機酸為1.5mol/l硝酸和0.8mol/l重鉻酸混合溶液，無機酸浸泡的作用是使玻纖粉末表面的浸潤劑發(fā)生溶脹，破壞其與玻璃纖維之間的交聯網狀結構；

硝酸：重鉻酸（v/v）=1：2；

（4）過濾除去酸液（酸液可重復使用），得濾渣，在100重量份濾渣中加入15重量份lioh/al2o3和koh混合物，lioh/al2o3與koh的重量比為1：2，2.5重量份硬脂酸，1重量份有機硅消泡劑（攪拌反應過程中會產生泡沫）和400重量份環(huán)己烷溶劑，將各種原料混合均勻倒入反應釜，攪拌速度為2500r/min，在50°c，0.5mpa的條件下反應6h；

（5）6h后固液分離，液體直接進入三效蒸發(fā)塔中進行溶劑回收，固體在100°c干燥2h后直接回窯爐冶煉煅燒。

附圖2中所示為處理后玻纖廢絲掃描電鏡對比圖，由圖2可知未處理前的玻纖廢絲由于浸潤劑的包裹表明光滑平整，而浸潤劑完全剝除后，在玻纖表面表面殘留部分浸潤劑殘片，洗滌后露出表面凹凸不平的玻纖表面，實施本發(fā)明的工藝后可將絕大部分浸潤劑去除。

實施例2

聚酯型玻璃纖維廢絲的低溫閉環(huán)處理工藝，包括以下步驟：

（1）將聚酯型玻璃纖維廢絲進行超聲清洗，超聲頻率為90khz，清洗時間為10min，清洗后于90°c干燥3h；

（2）干燥后的廢棄玻纖剪切成長度小于2mm的短絲，在氣流帶動下送入氣流超微粉碎機，氣流速度為1.8mhz以上的超速旋轉氣流，輸送壓力為1mpa，粉碎后過200目篩子；

（3）將過篩后的廢棄玻纖粉置于占玻纖粉末總重量10%的10份0.2-0.8mol/l高氯酸和20份2-3mol/l硫酸混合溶液中浸泡10h，使玻纖粉末表面的浸潤劑發(fā)生溶脹，破壞其與玻璃纖維之間的交聯網狀結構；

（4）過濾除去酸液（酸液可重復使用），100份濾渣中加入20份csoh，2份十六烷基溴化銨和山梨醇的混合物（十六烷基溴化銨和山梨醇的重量比為4：1），1.2份有機硅和聚醚消泡劑混合物（有機硅和聚醚的重量比為3：1）和200份二氯甲烷溶劑，將各種原料混合均勻后倒入反應釜，攪拌速度為2500r/min，在80℃，0.5mpa的條件下反應2h；

（5）2h后固液分離，液體直接進入三效蒸發(fā)塔中進行溶劑回收，固體在150℃干燥1.5h后直接回窯爐冶煉煅燒。

元素分析結果對比表

以實施案例2為例進行處理前、后玻纖廢絲的元素分析測定，分析以上表格中的數據，得出如下的結論：未處理玻纖表面因為有機型浸潤劑的存在，c，h，n的含量較高。在低溫閉環(huán)工藝處理后，c，h，n的含量急速減少，證明表面的浸潤劑基本全部剝除。相較于傳統高溫煅燒的處理方法，本發(fā)明所提供的方法無須高溫處理，節(jié)約了能耗，且所用試劑均可回收重復利用，每噸成本可控制在500元以下。

實施例3

丙烯酸酯型玻璃纖維廢絲的低溫閉環(huán)處理工藝，包括以下步驟：

（1）將丙烯酸酯型玻璃纖維廢絲進行超聲清洗，超聲頻率為80khz，清洗時間為12min，清洗后于90°c干燥3h；

（2）干燥后的廢棄玻纖剪切成長度小于2mm的短絲，在氣流帶動下送入氣流超微粉碎機，氣流速度為1.8mhz以上的超速旋轉氣流，輸送壓力為0.5mpa，粉碎后過200目篩子；

（3）將過篩后的廢棄玻纖粉置于占玻纖粉末總重量3%的10份20%鹽酸、15%重鉻酸和15%高氯酸溶液中浸泡8h（重鉻酸溶液與高氯酸溶液的體積比為1：1），使玻纖粉末表面的浸潤劑發(fā)生溶脹，破壞其與玻璃纖維之間的交聯網狀結構；

（4）過濾除去酸液（酸液可重復使用），100份濾渣中加入10份koh，4份山梨醇，1.5份酰胺類消泡劑（攪拌反應過程中產泡沫）和250份環(huán)己烷溶劑，將各種原料混合均勻倒入反應釜，攪拌速度為3000r/min，在60°c，1mpa的條件下反應4h；

（5）4h后固液分離，液體直接進入三效蒸發(fā)塔中進行溶劑回收，固體在100°c干燥4h后直接回窯爐冶煉煅燒。干燥處理后可直接回窯爐煅燒制備玻璃纖維，廢棄玻纖表面浸潤劑的去除率可以達到98%以上，所選用溶劑的損失率小于1‰。