阅读说明：本技术 一种玻璃纤维废丝的回收方法 (Recovery method of glass fiber waste silk ) 是由 谭海军 陈磊 刘东升 韩晓锋 孙文平 黄晓林 于 2019-12-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及纤维生产技术领域,尤其涉及一种玻璃纤维废丝的回收方法。所述玻璃纤维废丝的回收方法包括以下步骤：A)高压水洗玻璃纤维废丝,高压水洗的水压为0.2～0.4MPa；B)将所述高压水洗后的玻璃纤维废丝进行湿法研磨,得到玻璃粉；C)将所述玻璃粉进行干燥,得到干燥的玻璃粉；D)将所述干燥的玻璃粉和有机溶剂在80～100℃、0.1～0.3MPa下搅拌混合；E)将所述搅拌混合后的玻璃粉进行干燥,得到处理完成的玻璃粉。采用本发明的玻璃纤维废丝的回收方法得到的玻璃粉具有极佳的性能,玻璃粉的COD值较低,玻璃成分中亚铁含量几乎无变化,池窑的氧化还原处于良好的控制,运转率处于较高的水平。(The invention relates to the technical field of fiber production, in particular to a method for recovering waste glass fiber. The recovery method of the glass fiber waste silk comprises the following steps: A) washing the glass fiber waste silk with high pressure water, wherein the water pressure of the high pressure water washing is 0.2-0.4 MPa; B) carrying out wet grinding on the high-pressure water washed glass fiber waste silk to obtain glass powder; C) drying the glass powder to obtain dried glass powder; D) stirring and mixing the dried glass powder and the organic solvent at 80-100 ℃ and 0.1-0.3 MPa; E) and drying the stirred and mixed glass powder to obtain the treated glass powder. The glass powder obtained by the recovery method of the waste glass fiber has excellent performance, the COD value of the glass powder is low, the content of the ferrous iron in the glass components is almost unchanged, the oxidation reduction of the tank furnace is well controlled, and the operation rate is at a high level.)

一种玻璃纤维废丝的回收方法

技术领域

本发明涉及纤维生产技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维废丝的回收方法。

背景技术

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，其耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高。它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石、萤石、白泡石、高岭锂辉石等多种矿物原料经高温熔制、拉丝/浸润剂涂覆、烘干、退解等工艺制造而成，其单丝的直径根据产品不同在几个微米到二十几个微米之间。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。

在玻璃纤维生产制造过程中，在拉丝、退解等工序中会产生较多的废玻璃纤维丝，其无法通过生物降解和燃烧分解，仅能通过常规的埋填方式来处理，回收成本高。为节约成本，通常的解决方法是将废玻璃纤维丝经过一定方式处理成玻璃粉，重新用作原料加入到池窑中进行调配。

专利CN 106583420 A以及专利CN 108975680 A提出的对废玻璃纤维丝的回收处理方法中，均无法脱除废玻璃纤维丝上所包覆的有机类浸润剂，其在被处理后作为原料加入到池窑中，虽然可以降低生产成本，但由于废玻璃纤维丝上不同的浸润剂的种类、含量，致使废玻璃粉(废玻璃纤维丝研磨而成)中的COD(化学需氧量)含量较高，稳定性极差，影响整个配方中S/C比的控制，进而不利于池窑中氧化还原气氛的调整，使玻璃液中亚铁波动偏大，玻璃液热导性不稳定反而使拉丝作业变差，影响拉丝满筒率。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种玻璃纤维废丝的回收方法，采用本发明的玻璃纤维废丝的回收方法得到的玻璃粉具有极佳的性能，玻璃粉的COD值较低，玻璃成分中亚铁含量几乎无变化，池窑的氧化还原处于良好的控制，且运转率处于较高的水平。

本发明提供了一种玻璃纤维废丝的回收方法，包括以下步骤：

A)高压水洗玻璃纤维废丝，高压水洗的水压为0.2～0.4MPa；

B)将所述高压水洗后的玻璃纤维废丝进行湿法研磨，得到玻璃粉；

C)将所述玻璃粉进行干燥，得到干燥的玻璃粉；

D)将所述干燥的玻璃粉和有机溶剂在80～100℃、0.1～0.3MPa下搅拌混合；

E)将所述搅拌混合后的玻璃粉进行干燥，得到处理完成的玻璃粉。

优选的，所述高压水洗的时间为5～10min。

优选的，步骤B)中，所述玻璃粉的粒径≤60目，200目筛分残余量≤0.8wt％。

优选的，步骤C)中，所述干燥前，还包括：将所述玻璃粉进行离心脱水；

所述离心脱水后的玻璃粉的含水率为5％～10％。

优选的，步骤C)中，所述干燥的温度为150～200℃，所述干燥的时间为30～45min。

优选的，步骤C)中，所述干燥的玻璃粉的含水率为0～3％。

优选的，步骤D)中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇和丙酮中的一种或几种。

优选的，步骤D)中，所述干燥的玻璃粉和有机溶剂的质量比为1：10～20。

优选的，步骤D)中，所述搅拌混合的时间为30～60min。

优选的，步骤E)中，所述干燥的温度为80～90℃，所述干燥的时间为15～35min。

本发明提供了一种玻璃纤维废丝的回收方法，包括以下步骤：A)高压水洗玻璃纤维废丝，高压水洗的水压为0.2～0.4MPa；B)将所述高压水洗后的玻璃纤维废丝进行湿法研磨，得到玻璃粉；C)将所述玻璃粉进行干燥，得到干燥的玻璃粉；D)将所述干燥的玻璃粉和有机溶剂在80～100℃、0.1～0.3MPa下搅拌混合；E)将所述搅拌混合后的玻璃粉进行干燥，得到处理完成的玻璃粉。采用本发明的玻璃纤维废丝的回收方法得到的玻璃粉具有极佳的性能，玻璃粉的COD值较低，玻璃成分中亚铁含量几乎无变化，池窑的氧化还原处于良好的控制，运转率处于较高的水平。

实验结果表明，本发明提出的回收方法得到的玻璃纤维丝粉具有极佳的性能，其化学需氧量COD＜70ppm，基本等同于高煅烧程度的煅烧类矿物原料，如轻烧粉，煅烧白云石；其作为原料加入到池窑中，玻璃成分中的亚铁含量基本无变化，池窑的氧化还原处于良好的控制；作业运转率高于96％，运转率处于较高的水平。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种玻璃纤维废丝的回收方法，包括以下步骤：

A)高压水洗玻璃纤维废丝，高压水洗的水压为0.2～0.4MPa；

B)将所述高压水洗后的玻璃纤维废丝进行湿法研磨，得到玻璃粉；

C)将所述玻璃粉进行干燥，得到干燥的玻璃粉；

D)将所述干燥的玻璃粉和有机溶剂在80～100℃、0.1～0.3MPa下搅拌混合；

E)将所述搅拌混合后的玻璃粉进行干燥，得到处理完成的玻璃粉。

本发明提供的回收方法中，先高压水洗玻璃纤维废丝。本发明对所述玻璃纤维废丝的来源并无特殊的限制，在本发明的某些实施例中，所述玻璃纤维废丝选自拉丝作业过程或者退解过程中产生的废弃玻璃纤维丝。

本发明中，高压水洗的水压为0.2～0.4MPa。在本发明的某些实施例中，所述高压水洗的水压为0.3MPa、0.2Mpa或0.4Mpa。在本发明的某些实施例中，所述高压水洗的时间为5～10min。在某些实施例中，所述高压水洗的时间为8min、6min或10min。在本发明的某些实施例中，所述高压水洗的过程中反复翻转玻璃纤维废丝。所述高压水洗可以除去废玻璃丝上的常规无机杂质、金属类杂质和污迹。

高压水洗完成后，将所述高压水洗后的玻璃纤维废丝进行湿法研磨，得到玻璃粉。

在本发明的实施例中，高压水洗完成后，无需进行任何处理，直接进行湿法研磨。

在本发明的某些实施例中，所述湿法研磨选自球磨、立磨和雷磨中的一种或几种。在本发明的某些实施例中，所述玻璃粉的粒径≤60目，200目筛分残余量≤0.8wt％。

得到玻璃粉后，将所述玻璃粉进行干燥，得到干燥的玻璃粉。

在本发明的某些实施例中，所述玻璃粉在干燥前还包括：将所述玻璃粉进行离心脱水。在本发明的某些实施例中，所述离心脱水后的玻璃粉的含水率为5％～10％。在某些实施例中，所述离心脱水后的玻璃粉的含水率为8％。

在本发明的某些实施例中，所述玻璃粉干燥的方法选自热风循环干燥、微波干燥和红外干燥中的一种或几种。在本发明的某些实施例中，所述玻璃粉干燥的温度为150～200℃，干燥的时间为30～45min。在某些实施例中，所述玻璃粉干燥的温度为180℃、160℃或200℃，干燥的时间为40min、30min或45min。在本发明的某些实施例中，所述干燥的玻璃粉的含水率为0～3％。在某些实施例中，所述干燥的玻璃粉的含水率为1.7％、2.3％或1.8％。

得到干燥的玻璃粉后，将所述干燥的玻璃粉和有机溶剂在80～100℃、0.1～0.3MPa下搅拌混合。

在本发明的某些实施例中，所述有机溶剂包括甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇和丙酮中的一种或几种。

在本发明的某些实施例中，所述干燥的玻璃粉和有机溶剂的质量比为1：10～20。在某些实施例中，所述干燥的玻璃粉和有机溶剂的质量比为1：15、1：10或1：20。

在本发明的某些实施例中，所述搅拌混合的温度为90℃、80℃或95℃。在本发明的某些实施例中，所述搅拌混合的压强为0.2Mpa、0.1Mpa或0.3Mpa。在本发明的某些实施例中，所述搅拌混合的转速为100～150rpm。在本发明的某些实施例中，所述搅拌混合的转速为125rpm、100rpm或150rpm。在本发明的某些实施例中，所述搅拌混合的时间为30～60min。在某些实施例中，所述搅拌混合的时间为45min、30min或60min。在本发明的某些实施例中，所述搅拌混合在有机反应釜中进行。将所述干燥的玻璃粉和有机溶剂搅拌混合可以使得玻璃粉上的浸润剂溶解在有机溶剂体系中，实现玻璃粉的有机脱附。

所述搅拌混合完成后，将所述搅拌混合后的玻璃粉进行干燥，得到处理完成的玻璃粉。

在本发明的某些实施例中，所述干燥选自热风循环干燥、微波干燥和红外干燥中的一种。在本发明的某些实施例中，所述干燥的温度为80～90℃，所述干燥的时间为15～35min。在某些实施例中，所述干燥的温度为85℃、80℃或90℃，所述干燥的时间为25min、15min或35min。

本发明对上文采用的原料的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。

在本发明的实施例中，处理完成的玻璃粉的化学需氧量COD测试(评价还原性物质含量)如下：

在强酸性条件下，玻璃粉中还原性物质(有机的和无机的)与一定量的重铬酸钾标准溶液反应，经加热沸腾回流，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据消耗的硫酸亚铁铵的用量计算出样品中还原性物质的量。具体的：

准确称取2.000g试样于500mL三角瓶中，先加0.100g HgSO₄，再加40mLH₂SO₄溶液(硫酸与等体积去离子水混合)，准确吸取10mLK₂Cr₂O₇标液，加入30mLAg₂SO₄-H₂SO₄，摇匀，装上冷凝管，于电炉上煮沸，并保持微沸2h，冷却后用蒸馏水冲洗管的内壁和塞上，再冷却至室温，加水使其体积为200～250mL，加4滴试亚铁灵指示剂，用(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标液进行滴定，溶液由黄色经蓝绿色至红褐色为终点。

试样的化学需氧量COD以C表示，按式(1)计算：

C＝750.8(10-aV)/m (1)；

式(1)中：

C——化学需氧量，mg/kg(ppm)；

a——10/滴定空白试样所消耗(NH₄)₂Fe(SO₄)₂的量(mL)；

V——试样测定时所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积(mL)；

m——试样的质量(g)。

注1：重铬酸钾标准溶液K₂Cr₂O₇0.2500mol/L；

注2：(NH₄)₂Fe(SO₄)₂0.2mol/L。

在本发明的实施例中，玻璃中氧化亚铁测试(评价池窑的氧化还原气氛)如下：

以重铬酸钾标准溶液滴定，其反应式如下：

6Fe²⁺+Cr₂O₇ ^2-+14H⁺＝6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O

用玛瑙研钵研磨玻璃试样至200目左右；称取0.3000±0.0030g的玻璃粉试样，加入15mL的H₂SO₄溶液(硫酸与等体积去离子水混合)，再加入10mL的浓氢氟酸，搅拌均匀后，放置10min，加2滴0.1％的二笨胺磺酸钠指示剂，用0.005mol/L的重铬酸钾溶液滴定，溶液由无色转变为***即为终点。按照公式(2)计算FeO的含量。

FeO％＝MV×0.07185×100/G (2)；

式(2)中：

M—重铬酸钾标准溶液的浓度(mol/L)；

V—滴定所消耗重铬酸钾溶液的体积(mL)；

G—称取的待测玻璃粉质量(g)。

本发明提供了一种玻璃纤维废丝的回收方法，包括以下步骤：A)高压水洗玻璃纤维废丝，高压水洗的水压为0.2～0.4MPa；B)将所述高压水洗后的玻璃纤维废丝进行湿法研磨，得到玻璃粉；C)将所述玻璃粉进行干燥，得到干燥的玻璃粉；D)将所述干燥的玻璃粉和有机溶剂在80～100℃、0.1～0.3MPa下搅拌混合；E)将所述搅拌混合后的玻璃粉进行干燥，得到处理完成的玻璃粉。采用本发明的玻璃纤维废丝的回收方法得到的玻璃粉具有极佳的性能，玻璃粉的COD值较低，玻璃成分中亚铁含量几乎无变化，池窑的氧化还原处于良好的控制，且运转率处于较高的水平

本发明处理完成后的玻璃粉在作为原料使用时，不会对整个原料的S/C比产生影响，能很好地维持池窑氧化还原气氛的平衡，保证拉丝作业的稳定性。

由于玻璃纤维丝本身所含的有机浸润剂含量较少，用于高温高压处理玻璃纤维丝的有机溶剂，其可以反复使用，大大节约了处理成本。

另外，高温高压这种处理方式使得玻璃纤维丝粉中的有机浸润剂能在极短的时间内溶解在有机溶剂体系中，大大提高了玻璃粉的处理效率。

实验结果表明，本发明提出的回收方法得到的玻璃纤维丝粉具有极佳的性能，其化学需氧量COD＜70ppm，基本等同于高煅烧程度的煅烧类矿物原料，如轻烧粉，煅烧白云石；其作为原料加入到池窑中，玻璃成分中的亚铁含量基本无变化，池窑的氧化还原处于良好的控制；作业运转率高于96％，运转率处于较高的水平。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种玻璃纤维废丝的回收方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

以下实施例所用的原料均为一般市售。

实施例1

选取拉丝作业车间和退解车间的废弃玻璃纤维丝。

首先，以0.3Mpa高压水反复，来回多次冲洗8min，冲洗过程中反复翻转所述玻璃纤维丝。

将水洗完毕的玻璃丝直接以球磨的方式湿筛成玻璃粉，研磨直至玻璃粉60目全通，200目筛分残余量≤0.8％。

将研磨合格后的产品首先离心脱水，离心脱水后玻璃粉含水率为8％，然后第二步以热风循环和红外干燥的方式，180℃干燥处理40min，此时玻璃粉含水率为1.7％。

将干燥完毕的玻璃粉置于已添加异丙醇+乙酸乙酯+甲醇的混合有机溶剂的有机反应釜中，在90℃、0.2Mpa下，以125rpm搅拌混合45min。所述干燥完毕的玻璃粉和有机溶剂的质量比为1：15。

将搅拌混合完毕的玻璃粉以85℃热风循环烘箱干燥处理25min。

处理完毕，玻璃粉为洁净的无机非金属材料，不含有机浸润剂，且具有很好的粒度质量控制，可以直接作为原料按配比加入到池窑中，大大节约了生产成本。

实施例2

选取拉丝作业车间和退解车间的废弃玻璃纤维丝。

首先，以0.2Mpa高压水反复，来回多次冲洗6min，冲洗过程中反复翻转所述玻璃纤维丝。

将水洗完毕的玻璃丝直接以球磨的方式湿筛成玻璃粉，研磨直至玻璃粉60目全通，200目筛分残余量≤0.8％。

将研磨合格后的产品首先离心脱水，离心脱水后玻璃粉含水率为8％，然后第二步以热风循环和红外干燥的方式，160℃干燥处理30min，此时玻璃粉含水率为2.3％。

将干燥完毕的玻璃粉置于已添加异丙醇+乙酸乙酯+甲醇的混合有机溶剂的有机反应釜中，在80℃、0.1Mpa下，以100rpm搅拌混合30min。所述干燥完毕的玻璃粉和有机溶剂的质量比为1：10。

将搅拌混合完毕的玻璃粉以80℃热风循环烘箱干燥处理15min。

处理完毕，玻璃粉为洁净的无机非金属材料，不含有机浸润剂，且具有很好的粒度质量控制，可以直接作为原料按配比加入到池窑中，大大节约了生产成本。

实施例3

选取拉丝作业车间和退解车间的废弃玻璃纤维丝。

首先，以0.4Mpa高压水反复，来回多次冲洗10min，冲洗过程中反复翻转所述玻璃纤维丝。

将水洗完毕的玻璃丝直接以球磨的方式湿筛成玻璃粉，研磨直至玻璃粉60目全通，200目筛分残余量≤0.8％。

将研磨合格后的产品首先离心脱水，离心脱水后玻璃粉含水率为8％，然后第二步以热风循环和红外干燥的方式，200℃干燥处理45min，此时玻璃粉含水率为1.8％。

将干燥完毕的玻璃粉置于已添加异丙醇+乙酸乙酯+甲醇的混合有机溶剂的有机反应釜中，在95℃、0.3Mpa下、以150rpm搅拌混合60min。所述干燥完毕的玻璃粉和有机溶剂的质量比为1：20。

将搅拌混合完毕的玻璃粉以90℃热风循环烘箱干燥处理35min。

处理完毕，玻璃粉为洁净的无机非金属材料，不含有机浸润剂，且具有很好的粒度质量控制，可以直接作为原料按配比加入到池窑中，大大节约了生产成本。

对比例1

选取拉丝作业车间和退解车间的废弃玻璃纤维丝。

首先，以0.3Mpa高压水反复，来回多次冲洗8min，冲洗过程中反复翻转所述玻璃纤维丝。

将水洗完毕的玻璃丝直接以球磨的方式湿筛成玻璃粉，研磨直至玻璃粉60目全通，200目筛分残余量≤0.8％。

将研磨合格后的产品首先离心脱水，离心脱水后玻璃粉含水率为8％，然后第二步以热风循环和红外干燥的方式，180℃干燥处理40min，此时玻璃粉含水率为1.6％。

将干燥完毕的玻璃粉直接作为原料加入池窑中。

对比例2

选取拉丝作业车间和退解车间的废弃玻璃纤维丝。

首先，以0.3Mpa高压水反复，来回多次冲洗8min，冲洗过程中反复翻转所述玻璃纤维丝。

将高压冲洗完毕的玻璃纤维丝首先离心脱水，离心脱水后玻璃纤维丝含水率为9.3％，然后第二步以热风循环和红外干燥的方式，180℃干燥处理40min，此时玻璃粉含水率为2.5％。

将干燥完毕的玻璃纤维丝置于已添加异丙醇+乙酸乙酯+甲醇的混合有机溶剂的有机反应釜中，在90℃、0.2Mpa下，以125rpm搅拌混合45min。所述干燥完毕的玻璃纤维丝和有机溶剂的质量比为1：15。

将有机处理完毕的玻璃纤维丝以85℃热风循环烘箱干燥处理25min。

处理我完毕玻璃纤维丝直接作为原料加入池窑中。

对比例3

选取拉丝作业车间和退解车间的废弃玻璃纤维丝。

将废玻璃丝直接以球磨的方式湿筛成玻璃粉，研磨直至玻璃粉60目全通，200目筛分残余量≤0.8％。

将研磨合格后的产品首先离心脱水，离心脱水后玻璃粉含水率为8％，然后第二步以热风循环和红外干燥的方式，180℃干燥处理40min，此时玻璃粉含水率为2.1％。

将干燥完毕的玻璃粉置于已添加异丙醇+乙酸乙酯+甲醇的混合有机溶剂的反应釜中，在90℃、0.2Mpa下，以125rpm搅拌混合45min。所述干燥完毕的玻璃粉和有机溶剂的质量比为1：15。

将有机处理完毕的玻璃粉以85℃热风循环烘箱干燥处理25min。

将干燥完毕的玻璃粉直接作为原料加入池窑中。

实施例4

按照上述的测试方法对实施例1～3和对比例1～3制得的玻璃粉或玻璃纤维丝的性能进行检测，结果如表1所示。

表1实施例1～3和对比例1～3制得的玻璃粉或玻璃纤维丝的性能检测结果

从表1可以看出，本发明提出的回收方法得到的玻璃纤维丝粉具有极佳的性能，其化学需氧量COD＜70ppm，基本等同于高煅烧程度的煅烧类矿物原料，如轻烧粉，煅烧白云石；其作为原料加入到池窑中，玻璃成分中的亚铁含量基本无变化，池窑的氧化还原处于良好的控制；作业运转率高于96％，运转率处于较高的水平。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。