[发明专利]利用工业废渣资源合成高长径比硅灰石的方法

权利要求书

1.利用工业废渣资源合成高长径比硅灰石的方法，其特征是：包括以下五步：

（1）原料制备：对原料粉煤灰采用磁选除铁，使用干式铁粉回收机，特点是多磁极，高梯度配合螺旋结构，多次翻转，磁选出的铁粉铁元素质量含量达50-55%，磁选后粉煤灰的Fe₂O₃含量显著降低，达到2%以下；

（2）配料：根据硅灰石的成分要求，按照CaO /SiO₂摩尔比等于1进行原料用量计算，取原料金属镁还原渣和粉煤灰混合成混合物料；

（3）熔融：混合物料采用三相交流电熔法生产工艺，依靠电极的埋弧电热和物料的电阻电热来熔炼物料，炉温控制在1550~1650℃，含Al₂O₃较高的刚玉相、莫来石相因熔点较高，未能熔融，并且密度高于硅灰石熔体，而沉淀到熔池底部，进而与硅灰石晶体分离出来；

（4）稳步析晶：控制温度以5-15℃/min的速度降低，在1050℃ 下保温晶化2h，在降温、保温过程中进行余热回收，用于原料的预热；

（5）晶体气流粉碎：将结晶后的晶体周边进行切削，杂质较高的晶体被选出，剩余较纯净的硅灰石晶体，然后经鄂式破碎机破碎后进入圆盘式气流机粉碎，粒度可达1250目。

2.根据权利要求1所述的利用工业废渣资源合成高长径比硅灰石的方法，其特征是：所述原料金属镁还原渣的成分（质量百分数%），CaO50～58%，SiO₂30～40%，MgO≤6.0%，Fe₂O₃ ≤4.0%，Al₂O₃≤1.0%。

3.根据权利要求1所述的利用工业废渣资源合成高长径比硅灰石的方法，其特征是：所述原料粉煤灰的成分组成(质量分数%)为：CaO5～10%，SiO₂55～70%，MgO≤5.0%，Fe₂O₃≤5.0%，Al₂O₃10~30%。

4. 根据权利要求1所述的利用工业废渣资源合成高长径比硅灰石的方法，其特征是：所述粉煤灰中主要物相是玻璃体，占50～80％；所含晶体矿物主要有：莫来石、α-石英、方解石、钙长石、硅酸钙、赤铁矿，在显微镜下观察，粉煤灰是晶体、玻璃体及少量未燃炭组成的一个复合结构的混合体。

5.根据权利要求1所述的利用工业废渣资源合成高长径比硅灰石的方法，其特征是：所述步骤（3）的操作过程为无渣埋弧操作，基本熔炼工艺过程是：电熔前，首先在炉内铺底料，调整电极位置，起弧，起弧后电流稳定即可向电极附近填加混合物料，其中一部分物料由电弧直接熔化，在电极下端形成熔池，一部分物料落入熔池熔化，随着物料的投入和熔化，熔池面上升，随着熔融时间的延长，熔池面上涨，一直升到炉壳上口表面，此时熔融过程结束，停止供电，在熔融过程中，要随熔池面上涨而不断调整电极上升。

6.根据权利要求1所述的利用工业废渣资源合成高长径比硅灰石的方法，其特征是：所述步骤（3）熔炼完成后提升电极，拉离熔融工位，通过优化电系统设计，实现电极的自动控制减少电能损失是节能的直接途径。