一种用高温液态镍铁合金废渣和粉煤灰为原料制造矿渣纤维的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及利用镍铁合金废渣和电厂粉煤灰为原料制造矿渣纤维的方法，属于铁 合金废渣及余热再利用技术领域。 2.
【背景技术】
[0002] 矿渣纤维是利用成分以硅酸盐和铝酸盐为主的工业废料矿渣（高炉矿渣或铜矿 渣、铝矿渣等）为主要原料，经熔化、采用高速离心法或喷吹法等工艺制成的棉丝状无机纤 维。它具有质轻、导热系数小、不燃烧、防蛀、价廉、耐腐蚀、化学稳定性好、吸声性能好等特 点，可用于建筑物的填充绝热、吸声、隔声及各种热力设备填充隔热等。矿渣纤维的生产过 程中由于原料需加热熔化来制成，因而耗费大量的热量，生产成本较高。
[0003] 冶炼镍铁合金会产生大量的冶金废渣，寻求多种途径利用铁合金废渣，是铁合金 工业发展和环境保护的一项重大任务。我国现有的铁合金废渣利用技术主要是经过水淬处 理废渣，做为水泥的主要原料；有的还利用合金废渣生产免烧砖等其它建筑材料。但是炉渣 水淬处理技术存在消耗大量的水，产生空气污染、水污染及热能无法回收等缺点。熔渣水淬 时操作不当，还易发生爆炸，形成安全生产的事故隐患。
[0004] 粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成 为：510 2、六1203』6(^6203、0 &0、1102等，其中5102、六120 3含量较高。粉煤灰是我国当前排量 较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉 煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学 物质还会对人体和生物造成危害。
[0005] 镍铁合金废渣成分中Si(V#量较高，渣酸度符合生产矿渣纤维的要求，并且渣成 分基本与矿渣纤维成分一致，因而可以利用镍铁合金废渣为主要原料制成矿渣纤维，但是 镍铁合金废渣成分中MgO含量高达26 %~32 %，而Al2O3含量偏低，较高的MgO含量对于纤 维化形成产生不利的影响。由于粉煤灰中Si02、Al2O3含量较高，可以作为镍铁合金废渣的 成分调质剂，降低废渣成分中MgO含量，同时增加Al2O3含量，促进纤维化骨架形成，因而可 以利用镍铁合金废渣和粉煤灰为主要原料制成矿渣纤维，同时利用高温液态镍铁合金废渣 的热能，有效降低矿渣纤维的生产成本。 3.
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是针对现有镍铁合金废渣处理技术及矿渣纤维的生产过程中存在 的上述问题，而提供一种用高温液态镍铁合金废渣和粉煤灰为原料制造矿渣纤维的方法。
[0007] 实现上述发明目的采用的技术方案是：一种用高温液态镍铁合金废渣和粉煤灰为 原料制造矿渣纤维的方法，其工艺过程主要包括：调质剂的配制、热混熔、升温加热、制丝工 序，其特征是：
[0008] (1)调质剂的配制
[0009] 根据镍铁合金废渣成分及酸度系数Mk= (WSi02+WAl203)AWCaO+WMgO)，调整热混 熔渣的酸度系数以及MgO含量至一定合理范围。
[0010] 镍铁合金废渣成分中Si(V#量较多，且铁合金废渣酸度系数Mk介于1. 6~2. 2， 以粉煤灰作为调质剂，其中粉煤灰中Si(V#量大于40%，Al203含量大于30%，粉煤灰粒度 要求小于0. 5_，如不符合则将调质剂进行细磨，调质剂按一定的质量比例称量均匀配置， 铁合金废渣与调质剂的质量配比为：64%~80 %的铁合金废渣、20~36 %的粉煤灰。
[0011] ⑵热混熔
[0012] 冶炼出炉后的镍铁合金炉渣流入渣水包内，同时将调质剂分批加入到渣水包内进 行混熔，混熔过程中需进行搅拌。
[0013] ⑶升温加热
[0014] 由于混熔降低渣水温度，达不到拉丝成纤工艺温度，同时较低的温度也影响渣水 成分的均匀化，因而在渣水包内对混熔渣进行加热保温措施，将混熔渣液的温度加热至 1500°C~1550°C，加热后并保温，保温时间为45min~65min，加热保温过程中需进行搅拌。
[0015] ⑷制丝
[0016] 加热保温后的热混熔渣液由离心机制成直径小于7ym的纤维，在成纤的同时，也 可将雾状的防尘油和作为粘结剂的水溶性热固型酚醛树脂喷于纤维上，然后经风选使纤维 沉降于集棉室，同时通过集棉室提供的负压使纤维均匀地分布在传送带上，并输出，制丝温 度在1450°C~1500°C之间。
[0017] 本发明与现有镍铁合金废渣处理技术及矿渣纤维的生产工艺相比具有突出的实 质性特点及优点：
[0018] (1)充分有效利用高温铁合金渣液的热能和原料来用于矿渣纤维生产。冶炼出炉 后的镍铁合金渣液蕴含着大量宝贵的热量，同时合金渣的成分与矿渣纤维的成分相近。本 发明将高温镍铁合金渣液和粉煤灰直接制成工业用途矿渣纤维，热能和废料直接有效综合 利用，不仅充分利用镍铁合金废渣，还综合利用电厂粉煤灰废渣，治污环保，增强企业社会 效益。
[0019] (2)本发明替代了传统水淬处理废渣方式，节省大量宝贵的水资源，减少环境污 染，贯彻国家清洁生产的要求。
[0020] (3)本发明将高温镍铁合金渣液和电厂粉煤灰废渣直接制成工业用途矿渣纤维， 降低矿渣纤维产品成本，增加了合金冶炼生产的收益。
[0021] (4)采用本发明生产的矿渣纤维的各项性能指标，优于同类矿渣纤维产品的性能 要求。由于混熔后的镍铁合金渣液酸度系数大于普通矿渣棉，因而矿物纤维的耐热度及化 学耐久性优于普通矿渣纤维。
[0022] (5)本发明投资费用较低，技术可靠，生产稳定。 4.【具体实施方式】
[0023] 下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明。
[0024] 实施例1 :高温液态镍铁合金废渣和粉煤灰为原料制造矿渣棉
[0025] 1)镍铁合金废渣和粉煤灰成分为：
[0026] 表1镍铁合金废渣的成分（％ )
[0027]
[0028] 表2粉煤灰的成分（％ )
[0029]
[0030] 2)矿渣纤维的生产工艺操作
[0031] ⑴调质剂的配制
[0032] 根据镍铁合金废渣成分及酸度系数Mk= (WSi02+WAl203)AWCaO+WMgO)，调整热混 熔渣的酸度系数以及MgO含量至一定合理范围。
[0033] 镍铁合金废渣成分中Si(V#量较多，且铁合金废渣酸度系数Mk介于1. 6~2. 2,以 粉煤灰作为调质剂，粒度要求小于〇. 5mm，如不符合则将调质剂进行细磨，调质剂按一定的 质量比例称量均匀配置，铁合金废渣与调质剂的质量配比为：64 %~80 %的铁合金废渣、 20~36 %的粉煤灰。
[0034] (2)热混熔
[0035] 冶炼出炉后的镍铁合金炉渣流入渣水包内，同时将调质剂分3~5批加入到渣水 包内进行混熔，每批加入量不得大于500公斤，每批加入时间间隔2~3min，混熔过程中需 进行搅拌。
[0036] (3)升温加热
[0037] 由于混熔降低渣水温度，达不到拉丝成纤工艺温度，同时较低的温度也影响渣水 成分的均匀化，因而在渣水包内对混熔渣进行加热保温措施，加热方式可采用电弧加热或 燃气加热方式，温度加热至1500°C~1550°C，混熔渣加热后并保温，保温时间为45min~ 65min，加热保温过程中需进行搅拌。
[0038] (4)制丝
[0039] 加热保温后的热混熔渣液由离心机制成直径小于7ym的纤维，在成纤的同时，也 可将雾状的防尘油和作为粘结剂的水溶性热固型酚醛树脂喷于纤维上，然后经风选使纤维 沉降于集棉室，同时通过集棉室提供的负压使纤维均匀地分布在传送带上，并输出，制丝温 度在1450°C~1500°C之间。
【主权项】
1. 一种用高温液态镍铁合金废渣和粉煤灰为原料制造矿渣纤维的方法，其工艺过程主 要包括：调质剂的配制、热混熔、升温加热、制丝工序，其特征是： (1) 调质剂的配制 根据镍铁合金废渣成分及酸度系数Mk=(WSiO2+WAl203)AWCaO+WMgO)，调整热混熔渣 的酸度系数以及MgO含量至一定合理范围。 镍铁合金废渣成分中Si(V#量较多，且铁合金废渣酸度系数Mk介于1. 6~2. 2,以粉 煤灰作为调质剂，其中粉煤灰中Si(V#量大于40%，Al203含量大于30%，粉煤灰粒度要求 小于0. 5_，如不符合则将调质剂进行细磨，调质剂按一定的质量比例称量均匀配置，铁合 金废渣与调质剂的质量配比为：64%~80 %的铁合金废渣、20~36 %的粉煤灰。 (2) 升温加热 由于混熔降低渣水温度，达不到拉丝成纤工艺温度，同时较低的温度也影响渣水 成分的均匀化，因而在渣水包内对混熔渣进行加热保温措施，将混熔渣液的温度加热至 1500°C~1550°C，加热后并保温，保温时间为45min~65min，加热保温过程中需进行搅拌。
【专利摘要】本发明涉及用高温液态镍铁合金废渣和粉煤灰为原料制造矿渣纤维的方法，属于合金废渣以及粉煤灰再利用技术领域。工艺过程主要包括：调质剂的配制、热混熔、升温加热、制丝工序工序。以粉煤灰作为调质剂，其中粉煤灰中SiO2含量大于40％，Al2O3含量大于30％，铁合金废渣与调质剂的质量配比为：64％～80％的铁合金废渣、20～36％的粉煤灰。混熔渣液的温度加热至1500℃～1550℃，加热后并保温，保温时间为45min～65min，制丝温度在1450℃～1500℃之间。本发明有效利用高温镍铁合金废渣和粉煤灰用于矿渣纤维生产，减少环境污染，贯彻国家清洁生产的要求，投资费用较低，技术可靠，生产经济效益明显。
【IPC分类】C03B37/00
【公开号】CN104926098
【申请号】CN201510187193
【发明人】田鹏飞, 刘日宏
【申请人】刘日宏, 田鹏飞
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年4月20日