CN101759356A - 熔融黄磷炉渣直接制造矿棉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种熔融黄磷炉渣直接制造矿棉的方法。该方法是在黄磷炉渣排渣口附近增设一个添加富含Al2O3和SiO2的矿物粉料的加料器和一个电热均匀化炉，加富含Al2O3和SiO2的矿物粉料将熔料的组成调整到矿棉的酸度系数度Mk＝1.2-2.6的范围内，然后通过电热均匀化炉将黄磷炉渣和粉料物质熔融均匀化，再以喷吹或四辊离心机成棉，再加工成棉板，棉管壳和粒状棉等产品。

Description

熔融黄磷炉渣直接制造矿棉的方法
技术领域
本发明属于将黄磷炉渣转变为矿物棉的无机材料及其加工技术范畴。
背景技术
电炉黄磷是质量优良的化工原材料，在无机，特别是有机磷化工行业中有着不可被取代的广泛用途，不足的是生产能耗高，每产一吨黄磷，耗电15000度左右，同时排出1400℃的熔融炉渣10吨之多，存在环境污染。目前国内外的黄磷厂均是将其熔融炉渣水淬成粒化渣长期堆放，有的用作硅肥、水泥和免烧砖的原料，价值最多也只有100-200元/吨。其实，按成份论，此种渣的成份已接近矿物棉的组成范围。众所周知，矿物棉是一种保温隔热材料，广泛用于电力、冶金、石油、化工、轻纺和机械等行业的热网、管道及600℃以下的热容器的保温隔热，在民用建筑，特别是华北、东北及西北地区，隔墙内也大量使用，年耗70-80万吨，而我国目前的产量只15万吨左右，每年还需大量进口，售价在2500元/吨以上。当前生产矿棉均是以焦炭将高炉矿渣等工业炉渣在冲天炉内熔化，经过喷吹或四辊离心机甩丝而成。此种工艺，设备成熟，为国内外大量采用，但此工艺存在冲天炉烟气的二次环境污染，与冶金工业争夺冶金焦炭，每产一吨矿棉要排放一吨CO2的缺点。
衡量矿棉质量优劣的主要参数之一是酸度系数 M k = W % SiO 2 + W % Al 2 O 3 W % CaO + W % MgO , 矿棉Mk＝1.2～1.4，优质矿棉——岩棉Mk＝2～2.6，总之Mk高的矿棉质量要好。利用黄磷炉渣有两个优势，其一是可利用热能高，黄磷炉渣排出的料温在1400-1500℃；其二是已熔化的渣可以是成纤维的矿物原料。CN1021572C和CN1031216A专利，直接将黄磷炉渣制成矿棉，此种工艺优点是利用了黄磷炉渣的热量，但产品矿棉的Mk＝0.85左右，小于1.2，且纤维的pH＝8.5～8.9。已知凡是pH＞7的矿棉属于最不稳定纤维，抗水性差，接触潮湿空气易粉化，特别在550-600℃容易析晶，产生粗大的黄长石结晶，使纤维结构破坏而粉化，故此种产品无实用价值。若是在熔融渣中添加富含SiO2和Al2O3的矿物质，将其熔化、均匀化后再成棉，此种产品Mk可达1.2以上，而成合格的矿棉。
发明内容
本发明目的是提供一种熔融黄磷炉渣直接制造矿棉的方法。
实现本发明目的的技术方案是在黄磷炉渣流出时，随着加入一定量的铝土矿粉，粘土矿粉或高铝粉煤灰等矿物质，让其流入一个均匀化炉中，均匀化炉是一个内设有刚玉搅拌器，石墨棒或纯铁棒为电极的电炉。使添加料加热、熔化，与熔渣形成均匀的熔融体，均匀化了的熔融体流经一出料口，对准下部的四辊离心机制棉。在收集矿棉的室里分离渣球，喷入酚醛树脂溶液。在流水线上热压成一定厚度的棉板，也可在流水线上制成矿棉保温管壳和粒状棉等产品。
一种以熔融黄磷炉渣直接制造矿棉的方法，其特征是在黄磷炉渣排出口附近，增设一个给粉机和均匀化炉，给粉机向流出黄磷炉渣供给富含Al2O3和SiO2的粉料物质，用以调整熔渣的酸度系数Mk＝1.2-2.6，均匀化炉用以将黄磷炉渣和其粉料物质熔融均匀化。
所述的富含Al2O3和SiO2的粉料物质为铝土矿粉、粘土矿粉、电厂高铝粉煤灰、硅石粉矿物质中的任一种或多种的混合。
所述的均匀化炉是用铁棒或石墨棒为电极，刚玉搅拌器搅拌均匀化熔融体电炉，使熔融体达到1400-1450℃高温。
附图说明
图1是本发明流程示意图
具体实施方式
实施例1：
国内某黄磷厂电炉功率为1500KVA。熔融炉渣组成见表-1(冷却后取样分析)。
表-1黄磷炉渣化学组成 重量(％)
Figure G2009102731301D00021
在熔渣流出口附近，匀速加入铝土矿粉，粘土矿粉和硅石粉，混合料流入一个长方形均匀化电炉内，炉内插入200×40毫米纯铁棒电极三根由调压变压器控制加热料温达到1400±50℃，电极消耗不断下插补充，在炉的前部分1/3处设有水冷却的刚玉搅拌器两个，使熔体组份均匀化。电炉出料口下方对准四辊离心机入口，离心甩丝制成矿棉、在收集矿棉室里负压分离渣球和收集散矿棉，同时按矿棉重量的3％-5％喷雾酚醛树脂水溶液；再热压成厚度为50毫米的矿棉板，经切割成一定尺寸，打包即成棉板产品。矿棉的分析数据见表-2，矿棉纤维性能测试数据见表-3。
表-2矿棉分析数据
表-3矿棉纤维性能测试
  名称   纤维平均直径/μm   纤维长度/mm   渣球含量％(0.25mm)
  测定值   6   120   6

Claims (3)

1.一种以熔融黄磷炉渣直接制造矿棉的方法，其特征是，在黄磷炉渣排出口附近，增设一个给粉机和均匀化炉，给粉机向流出黄磷炉渣供给富含Al2O3和SiO2的粉料物质，用以调整熔渣的酸度系数Mk＝1.2-2.6，均匀化炉用以将黄磷炉渣和其粉料物质熔融均匀化。
2.根据权利要求1所述的以熔融黄磷炉渣直接制造矿棉的方法，其特征是，所述的富含Al2O3和SiO2的粉料物质为铝土矿粉、粘土矿粉、电厂高铝粉煤灰、硅石粉矿物质中的任一种或多种的混合。
3.根据权利要求1所述的以熔融黄磷炉渣直接制造矿棉的方法，其特征是，所述的均匀化炉是用铁棒或石墨棒为电极，刚玉搅拌器搅拌均匀化熔融体电炉，使熔融体达到1400-1450℃高温。
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