[发明专利]一种利用冶金废料和高炉熔渣生产的矿渣棉及其生产方法

说明书

本发明提供了一种利用冶金废料和高炉熔渣生产的矿渣棉及其生产方法，所述矿渣棉是由高炉熔渣和冶金废料附加剂按下述重量百分比配制而成：高炉熔渣80％～100％、冶金废料附加剂0％～20％，高炉熔渣和冶金废料附加剂的混合熔渣的酸度系数为0.94～1.5。所述冶金废料附加剂采用磁选铁尾矿或浮选铁尾矿，其SiO₂+Al₂O₃≥70wt％。本发明一种利用冶金废料和高炉熔渣生产的矿渣棉及其生产方法，克服现有技术存在的不足，避免使用焦炭、硅石等资源，从根本上解决矿渣棉生产过程污染大、能耗高等问题，综合利用冶金企业现有废弃物资源，明显降低矿渣棉生产成本，同时减少铁尾矿等废弃物资源的处理处置费用。

技术领域

本发明涉及矿物棉技术领域，具体涉及一种利用冶金废料和高炉熔渣生产的矿渣棉及其生产方法。

背景技术

熔融高炉渣是高炉的主要副产品之一。通常，每吨熔融高炉渣含有(126～188)×104kJ的显热，相当于30～40kg重油的能量，而且其具有较高的温度，约1450～1600℃，属于高品质的余热资源，具有很高的回收利用价值。

目前国内主要采用冲天炉法生产矿渣棉，该方法以冷态高炉渣为原料，熔化后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，所以在建筑物的填充绝热、吸声、隔声、制氧机和冷库保冷及各种热力设备填充绝热等方面大量的应用。

现有的矿渣棉生产工艺多数以慢冷块状高炉矿渣为原料，并配以硅石、白云石、玄武岩等作为辅料调整酸度系数，再配加一定量的焦炭后在冲天炉中熔化、调匀，然后使用四辊离心机系统制取矿渣棉。该工艺的主要缺点在于：1)必须消耗大量焦炭、煤等能源，每吨矿渣棉约需0.6～0.7吨焦炭等燃料，燃烧后粉尘污染严重，若配以烟气处理系统则成本明显升高；2)必须以慢冷高炉矿渣为原料，而现有大型钢铁企业高炉均为水冲渣系统，高炉渣全部变为粒化水淬渣，不能用于冲天炉系统，长期发展使得冲天炉法工艺高炉渣原料紧缺，而且硅石等天然资源的大量消耗，也造成环境破坏，增加了生产成本；3)必须将冷态高炉渣重熔，消耗大量能源，而高炉熔渣的大量显热未得到利用，能源浪费严重。

国内外也有一些以冶金废料和高炉熔渣生产矿渣棉相关的专利和文献，如中国专利申请号为201410663284.2、名为《用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法及装置》的发明专利，其具体内容为：以熔态高炉矿渣为原料，以矿山尾矿为调质剂，采用两级电炉加热，并在炉底设置氮气喷吹系统，经精细均化调质后的熔浆被离心机甩成3～5微米的矿棉细丝，经集棉机收集后得到矿棉产品。该发明存在以下问题：一是仅表述以矿山尾矿为附加剂，其原料水分等理化性质未明确，若尾矿粒度过粗、水分过高、化学成分不合理，将对生产矿渣棉的高炉渣熔融工艺有明显影响，将导致产品质量降低，生产成本上升，甚至引起爆炸事故；二是在熔化炉向熔体喷吹氮气将使熔体温度快速下降，需要补充电极加热，浪费大量能源。

又如中国专利申请号为201310055394.6、名为《一种钢铁热态熔渣矿棉及其制备方法》，其具体内容为：通过渣槽将热态高炉渣直接引入到熔渣炉的初熔区，调质料与热态高炉渣一起同步进入到熔渣炉的初熔区中，初熔区中的熔体温度保持在1400～1500℃，保温时间为4～6h，之后进入主熔区，主熔区的熔体温度保持在1420～1450℃，保温时间为6～9h，之后进入出料区，再流到离心机的滚轮上，形成原棉。该发明存在以下问题：熔渣炉包括初熔区和主熔区，且并未分离，若高炉熔渣出现较长时间的断流，整体生产流程需全部停止，能源浪费严重，生产效率较低。而且初熔区加料升温工艺多变，主熔区保温工艺稳定，将其置于同一电炉内时互相有干扰，导致电耗增加，生产成本较高，实际生产采用较少，实用性较差。控制系统

因此，现有技术中矿渣棉生产工艺存在原料费用高、能源消耗大、污染严重、电耗高等问题亟需解决。

发明内容