[发明专利]利用黄磷熔渣直接成纤的生产方法

说明书

本发明属于黄磷生产废渣的综合利用，特别是利用冶炼黄磷电炉的高温熔渣直接制取一种新型节能材料-硅酸钙纤维的生产方法。

据统计，生产一吨黄磷排放约十吨熔渣，四川省绵竹黄磷厂1989年将排放1万至1.2万吨熔渣，全国近90家黄磷厂，熔渣年排放量将超过100万吨。公知的国内外处理这类熔渣的方法大都是采用大流量的高压水将高炉熔渣冷却再用抓捞铲运至废料场，冷却过程中产生大量有害蒸汽污染环境，堆废渣要占用大量的土地，是亟待解决的工业废渣。近年来世界各国正在研制一种即保温保冷、消音防火、又具高强轻质的新型建筑材料，选用岩棉或矿棉都因造价昂贵而被迫停止研究。

本发明的任务是综合利用黄磷废渣，变废为利，利用黄磷生产排放的高温熔渣流，及时、就地研制生产一种保温隔热材料和高强轻质的建筑材料。

本发明利用黄磷废渣直接制取硅酸钙纤维棉的主要依据是黄磷冶炼理论温度和多次实测熔渣排放温度小于1400℃，熔体的粘度约为100～250厘泊，熔渣化学成份及含量（%）如下：

组份 SiO₂Al₂O₃Fe₂O₃CaO MgO P₂O₅

含量    32～40    3～10    ＜1    38～48    1～2    ＜2

确认排放出的熔渣完全具备成纤条件，综合硅酸铝纤维和岩棉的成纤方法完全可以制取另一种新型保温隔热材料-硅酸钙纤维。

本发明的任务是这样完成的：利用冶炼黄磷电炉所排出的符合成纤条件（SiO₂/CaO＝0.75～0.85）的高温熔渣（不经冷却、不经水淬）空压吹棉工艺直接吹制成硅酸钙纤维棉。此种纤维棉的化学组份及含量（%）如下：

组份 SiO₂CaO MgO P₂O₅灼减 Fe₂O₃

含量    40.69    47.67    1.65    ＜2    2.91    ＜1

这种硅酸钙纤维具有如下优点：不需要另外消耗能源，不另需原料;可取代全国耗能大的岩棉生产，生产成本是岩棉生产成本的 1/2 ～ 1/4 ;同相同规模3000吨岩棉生产线相比，可为国家节约500万度电能;生产出的制品既可作节能材料节约能源10～30%，又可作保温保冷、消音防火、高强轻质的建筑材料。从而达到黄磷厂变废为宝，治理三废保护环境的目的。本发明的实例将结合附图加以说明。

附图是黄磷熔渣吹棉工艺流程示意图。

（1）冶炼黄磷电炉    1000吨/年

（2）空气压缩机    V-3/8-1

（3）储气罐 C-0.3m³

（4）压力表    0～1.6MPa

（5）阀门    Dg25Pg1.6MPa

（6）双V型喷嘴    φ45    V型夹角42°

内V孔13孔φ1.2～1.3mm

外V孔20孔φ1.2～1.3mm

（7）石墨流量板    500×200×50mm

（8）收棉室    3000×1500×1000mm

参照附图，在炉渣流槽的一侧设置空压机（2）其流量3m³/小时、压力0.8MPa，另一侧设置有一定机械强度的网状收棉室（8），在空压机（2）的储气罐（3）联结上高压胶管，管上安装上阀门（5），管端安装上双V型喷嘴（6），当料温＜1400℃的黄磷高温熔渣从电炉（1）经石墨流量板（7）流至流槽，这时打开阀门（5）使吹棉工作压力控制在0.4～0.6MPa，即可一次性将熔渣吹制成灰白色的硅酸钙纤维棉。

由于对纤维最有害的杂质氧化铁在冶炼黄磷时的强还原过程中被还原分离，其它低熔物被挥发，因此硅酸钙纤维是独立于矿棉、岩棉、硅酸铝纤维棉中的又一新型廉价保温隔热和建筑材料。硅酸钙纤维制品广泛用于冶金、石油、化工、轻纺、电力、机械等各行业的热网管道及700℃以下的热容器的保温隔热。绵竹黄磷厂在试验证明成纤条件良好的基础上，利用该厂现有条件已生产出硅酸钙纤维及小批量的毡、管、板、砖等制品。成纤方法除采用吹棉工艺外还可采用离心法制取。