[发明专利]一种用高温液态铁合金废渣为原料制造矿渣棉的方法

说明书

1.技术领域

本发明涉及利用铁合金废渣为原料制造矿渣棉的方法，属于铁合金废渣及余热再利用技术领域。

2.背景技术

矿渣棉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。矿渣棉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。

冶炼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。铁合金废渣的成分与矿渣棉的主要原料成分基本接近，因而可以利用铁合金废渣为主要原料制成矿渣棉。

3.发明内容

本发明的目的是针对现有铁合金废渣处理技术及矿渣棉的生产过程中存在的上述问题，而提供一种用高温液态铁合金废渣为原料制造矿渣棉的方法。

实现上述发明目的采用的技术方案是：一种用高温液态铁合金废渣为原料制造矿渣棉的方法，其工艺过程主要包括：附加剂的配制、预热、热混熔、制丝工序，其特征是：

(1)附加剂的配制。

根据铁合金废渣成分及酸度系数M_k＝(WSiO₂+WAl₂O₃)/(WCaO+WMgO)，调整热混熔渣的酸度系数至一定合理范围。

当铁合金废渣成分中SiO₂含量较多，且铁合金废渣酸度系数M_k大于2.2，以白云石或石灰石以及铁矿粉作为附加剂，铁合金废渣与附加剂的质量配比为：64％～100％的铁合金废渣、0～28％的白云石或石灰石、0～8％的铁矿粉，其中，铁矿粉含铁量应达到50％～60％。

当铁合金废渣成分中SiO₂含量较少，且铁合金废渣酸度系数M_k小于1.6，以石英砂或硅石以及铁矿粉作为附加剂，铁合金废渣与附加剂的质量配比为：72％～100％的铁合金废渣、0～20％的石英砂或硅石、0～8％的铁矿粉，其中，铁矿粉含铁量应达到50％～60％。

当铁合金废渣酸度系数M_k介于1.6～2.2之间，以铁矿粉作为附加剂，铁合金废渣与附加剂的质量配比为：92％～100％的铁合金废渣、0～8％的铁矿粉，其中，铁矿粉含铁量应达到50％～60％。

往合金废渣添加附加剂主要是起调整原料的酸度系数、粘度及强化矿渣棉产品性能的作用。根据合金废渣中SiO2、Al2O3、CaO、MgO的含量以及热混熔渣的酸度系数和粘度要求，将附加剂进行细磨，粒度要求小于0.5mm，并按一定的质量比例称量均匀混匀。

(2)附加剂的预热。

将混匀均匀的附加剂加热至1300℃～1400℃。

(3)热混熔。

冶炼出炉后的合金炉渣流入渣水包内，同时将预热好的附加剂加入到渣水包内进行混熔，混熔温度在1450℃～1500℃。渣水包内熔渣进行加热保温措施，保温时间为45min～65min。混熔过程中需进行搅拌。

(4)制丝。热混熔后的料液由离心机制成直径小于7μm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1250℃～1350℃之间。

本发明与现有铁合金废渣处理技术及矿渣棉的生产工艺相比具有突出的实质性特点及优点：

(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棉生产。冶炼出炉后的铁合金渣液蕴含着大量宝贵的热量，同时铁合金渣的成分与矿渣棉的成分相近。本发明将高温铁合金渣液直接制成工业用途矿渣棉，热能和废料直接有效综合利用，合金冶炼过程达到循环经济的目标。

(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。

(3)本发明适用于不同种类铁合金的废渣，并将铁合金渣液直接制成工业用途矿渣棉，降低矿渣棉产品成本，增加了合金冶炼生产的收益。