CN103304158A

CN103304158A - 利用熔融态矿渣在金属液成型槽生产硅酸盐板材的工艺

Info

Publication number: CN103304158A
Application number: CN2012100640564A
Authority: CN
Inventors: 祝茂昌
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2013-09-18

Abstract

采用熔融态工业矿渣在金属液成型槽生产硅酸盐矿渣板材的工艺，该工艺包括：熔融液态工业矿渣和辅料的重量为80---100∶0---20；熔融工业矿渣和辅料流入过渡池窑；在过渡池窑混合后流入金属液槽中，熔融态工业矿渣浮在金属液表面向前运动，逐渐冷却成型、核化，形成硅酸盐矿渣带；硅酸盐矿渣带离开金属液槽后，进入晶化辊道窑，进行晶化、退火、降温，进行切割、包装。

Description

利用熔融态矿渣在金属液成型槽生产硅酸盐板材的工艺

技术领域：

高温熔融态工业矿渣的利用领域，即高温熔融态工业矿渣生产硅酸盐板材的成形技术及生产工艺

背景技术：

目前中国黄磷产量约80万吨，所产生的黄磷高温液渣约800万吨，钢铁约5亿多吨，高炉液渣发生量约为2亿吨，除一部分用于生产水泥，混凝土添加剂外，大部分用于矿渣砖的生产。这些高温工业矿渣液都是采用水淬工艺进行处理，每吨高温液渣水淬所消耗的新水量约为1吨，我国每年用于高温液渣水淬工艺所消耗的水量约为2亿多吨，对于一个淡水资源严重短缺的国家来说，这是一个严重的问题。同时，水淬过程产生大量蒸汽、硫化氢和二氧化硫气体，随蒸汽排入大气，促进酸雨形成，污染环境。高温液渣温度在1300---1500℃，每吨的显热含量1600-1800MJ，高温液渣的显热含量相当于1200万吨标煤，这部分显热没有合理地利用，水淬后的高温液渣水分含量高达10％，作为水泥原料时需干燥，仍需消耗热量，同时水渣系统的的电耗和维修需要大量的资金，所以如何合理、充分地利用高温液渣是一个急待解决的科学问题，也是高温液渣利用和热能回收的发展方向。

高温熔融矿渣利用的研究方面国内做了很多研究，成形工艺是熔融态矿渣的关键技术，专利201010218649.2采用压延或预热钢模成型技术，专利20710053370.1采用浇注或压制或压延的成型技术，但都需要对高温熔渣引入25---35％的辅料，都需要混熔、均化。

目前中国石材年需要量接近1亿吨，大量的石材开采对环境造成严重的破坏，石材的加工过程对环境造成再次污染，利用熔融态工业矿渣生产硅酸盐矿渣板材可以代替天然石材，并充分利用了熔融矿渣的热量，减少矿渣产生过程对环境的污染，有效地保护了环境。

发明内容：

为了实现合理的工业化生产，本发明的目的是提供一种在熔融态金属溶液表面对熔融态工业矿渣进行成型的工艺和生产硅酸盐板材的方法，这种方法具有对熔融态工业矿渣的成形效率高、热利用率高、熔融态矿渣掺入比例高、省略水淬过程、节水、不排放蒸汽、硫化物、氟化物的优点，具有很高的社会效益和经济效益。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下，主要工艺过程和设备如附图所示：

(1)、以石英、长石、高铝原料等为辅助原料，辅助料是脊性材料，辅助料的加入方式可以是单一原料加入或几种原料混合加入，辅助原料和液态工业矿渣的重量百分比为0---20∶80---100。

(2)辅助原料颗粒粒度1---10毫米，辅料从辅料加入口2加入，和排烟孔3进行热交换，辅料预热后和熔融态矿渣在缓冲池窑入口处预混合，进入缓冲池窑6.，在加热器的辅助作用下缓冲池窑温度保持在1280---1400℃.

(3)在缓冲池窑辅料只在表面和熔融液态工业矿渣发生熔融反应，，辅助颗粒内部不和熔融态工业矿渣发生熔融反应，经搅拌器5搅拌使辅料在液态工矿渣中分布均匀，形成硅酸盐混合物，经料道8流出，再经流量调节板9流入金属液成型槽14，金属液成型槽顶部充入保护性气体13，防止成型槽金属液氧化。

(4)硅酸盐混合物浮在金属液表面10向前运动，在加热器12的作用下温度保持在400-1350℃之间，逐渐冷却，形成硅酸盐矿渣带11，并金属液成型槽内开始核化、析晶。

(5)硅酸盐矿渣带11离开金属液成型槽14时是托在一系列的棍子16上，并在棍子的牵引下进入晶化辊道窑17，在晶化窑加热器15的作用下晶化温度保持在900---1300℃，晶化时间在0.3---3小时之间，并设立晶化窑排烟孔19。为保证金属液成型槽的气氛，金属液成型槽和晶化窑之间设有气氛隔离板18。

(6)硅酸盐矿渣板经过金属液成型槽成型后，逐渐冷却后，进行切割，硅酸盐矿渣板材与金属液接触的面比较平整，可直接装箱。

附图说明：

附图是本发明所用设备的中心纵剖面图

具体方式：

实例一

(1)、配料由熔融态高炉渣和辅料组成，熔融态高炉渣重量百分比80---100％，辅料重量百分比0---20％，辅料以石英、长石、高铝原料等为辅助原料，辅助料是脊性材料，辅助料的加入方式可以是单一原料加入或几种原料的混合加入，辅助原料和液态高炉矿渣的重量百分比为0---20∶80---100。

高炉渣化学成分如下：

CaO	MgO	SiO₂	AL₂O₃	FeO	MnO
						35--42	8--9	35--40	8--15	0.5-0.8	0.3--1

(2)辅助原料颗粒粒度1---10毫米，辅料从辅料加入口2加入，和排烟孔3进行热交换，辅料预热后和熔融态高炉渣在缓冲池窑入口处预混合，进入缓冲池窑6，在加热器的辅助作用下缓冲池窑温度保持在1280---1400℃.

(3)在缓冲池窑辅料只在表面和熔融态高炉矿渣发生熔融反应，辅助颗粒内部不和熔融态高炉矿渣不发生熔融反应，经搅拌器5搅拌使辅料在液态矿渣中分布均匀，形成硅酸盐混合物，经料道8流出，再经流量调节板9流入金属液成型槽14，金属液成型槽顶部充入保护性气体13防止成型槽金属液氧化。

(6)硅酸盐矿渣板冷却后，进行切割，硅酸盐矿渣板材与金属液接触的面比较平整，可直接装箱。

实例二

1)配料由熔融态黄磷渣和辅料组成，熔融态黄磷渣重量百分比80---100％，辅料重量百分比0---20％，辅料以石英、长石、高铝原料等为辅助原料，辅助料是脊性材料，辅助料的加入方式可以是单一原料加入或几种原料的混合加入，辅助原料和熔融态黄磷矿的重量百分比为0---20∶80---100。黄磷渣化学成分如下：

CaO	MgO	SiO₂	AL₂O₃	P₂O₅	F	SO₃
							41--44	1--2	31--40	1.5--4	1--6	2--4	1--2

(2)辅助原料颗粒粒度1---10毫米，辅料从辅料加入口2加入，和排烟孔3进行热交换，辅料预热后和矿渣液在缓冲池窑入口处预混合，进入缓冲池窑6，在加热器的辅助作用下缓冲池窑温度保持在1280---1400℃.

(3)在缓冲池窑辅料只在表面和熔融态黄磷矿渣发生熔融反应，辅助颗粒内部不和熔融态黄磷矿渣不发生熔融反应，经搅拌器5搅拌使轴料在液态矿渣中分布均匀，形成硅酸盐混合物，经料道8流出，再经流量调节板9流入金属液成型槽14，金属液成型槽顶部充入保护性气体13防止成型槽金属液氧化。

(4)硅酸盐混合物浮在金属液表面10向前运动，在加热器12的作用下温度保持在400-1350℃之间，逐渐冷却，形成硅酸盐矿渣带11，并在金属液成型槽内开始核化、析晶。

(5)硅酸盐矿渣板带11离开金属液成型槽14时是托在一系列的棍子16上，并在棍子的牵引下进入晶化辊道窑17，在晶化窑加热器15的作用下晶化温度保持在900---1300℃，晶化时间在0.3---3小时之间，并设立晶化窑排烟孔19。为保证金属液成型槽的气氛，金属液成型槽和晶化窑之间设有气氛隔离板18。

Claims

1.采用在熔融态金属溶液槽对熔融态工业矿渣成型的工艺，该工艺包括：熔融态工业矿渣和辅料流入过渡池窑；再从过渡池窑流入金属液成型槽中，熔融工业矿渣浮在金属液成型槽表面向前运动，逐渐冷却成型、核化，形成硅酸盐矿渣带；硅酸盐矿渣带离开金属液成型槽后，进入晶化辊道窑，进行晶化、退火、降温，进行切割、包装。

2.如权利要求1所述的熔融工业矿渣生产硅酸盐矿渣板材的工艺，其特征在于：过渡池窑中熔融态矿渣的重量百分比为80-100％，辅料的重量百分比为0----20％，

3.如权利2所述的熔融态工业矿渣生产硅酸盐矿渣板材的工艺，其特征在于：辅料是石英、长石、高铝原料等其他脊性材料，辅料粒径为1---10毫米。

4.如权利3所述的熔融态工业矿渣生产硅酸盐矿渣板材的工艺，其特征在于：辅料在过渡池窑内只和熔融工业矿渣发生表面熔化反应，辅料颗粒内部不和熔融工业矿渣发生熔化反应。

5.如权利所述的熔融态工业矿渣生产硅酸盐矿渣板材的工艺，其特征在于：金属液成型槽上方充满保护性气体，减缓金属液氧化。

6.如权利1所述的熔融态工业矿渣生产硅酸盐矿渣板材的工艺，其特征在于：金属液成形槽的温度保持在400----1350℃之间。

7.如权利2所述的熔融态工业矿渣生产硅酸盐矿渣板材的工艺，其特征在于：熔融态矿渣从过渡池窑流入金属液成型槽，在金属液表面成型，浮在金属液表面向前运动，进行成形，形成硅酸盐板，并进行冷却、核化、析晶。

8.如权利所述的熔融态工业矿渣生产硅酸盐矿渣极材的工艺，其特征在于：金属液成型槽的金属是下列金属中的其中一种，如锡、锡的金属合金、铜、铜的金属合金、磷铁，

9.如权利1所述的熔融态工业矿渣生产硅酸盐矿渣板材的工艺，其特征在于：硅酸盐矿渣板离开金属液成型槽出口时托在一系列的过渡辊上，并经过过渡辊牵引

10.如权利7所述的熔融态工业矿渣生产硅酸盐矿渣板材的工艺，其特征在于：硅酸盐板离开金属液成型槽后，进入晶化辊道窑进行晶化，晶化温度控制在900---1300℃之间，晶化时间保持在0.3--3小时之间。