CN105314897A - 一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法 - Google Patents

一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法 Download PDF

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一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法，将铁尾矿与高炉渣混合成混合渣，通过加热使得热熔态混合渣保持在1200℃-1500℃，同时对热熔态混合渣进行搅拌，使熔体完全均化；混合渣中铁尾矿的含量为16％-45％，其余全部为高炉渣。高炉渣的组成成分为：SiO2：30％～40％、Al2O3：8％～12％、MgO：5％～10％、CaO：40％～50％、Fe2O3+FeO：0.1％～1％、不可避免的杂质：0.1％～5％。铁尾矿的组成成分为：SiO2：69.9％～99.8％、Fe2O3+FeO：0.1％～30％、不可避免的杂质：0.1％～10％。将本发明所述成分的铁尾矿及高炉渣进行混合熔融，可以将混合渣的酸度系数调整在1.2-2.03、粘度系数调整在0.4-10Pa？s，达到矿渣棉的有效使用标准。

Description

一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法
技术领域
本发明涉及为生产高酸度系数矿渣棉进行熔体粘度系数调整的方法，尤其是一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法。
背景技术
矿渣棉是以工业矿渣为主要原料，并添加其它材料经过重熔、纤维化而制成的无机质纤维。这种纤维，可制成板、管、毡、纸等各种制品，具有绝热、保温、防火、防腐、耐潮湿、吸声、抗震等多项功能，可广泛用于建筑、工业装备和交通工具等领域，如建筑外墙保温、内墙防火隔音、工业窑炉和管道保温、船舶隔热等。
矿渣棉是以矿渣为主要原料，通过掺入化学分析纯或高纯度原料调节成分。传统的矿渣棉含铁量不高于1％，熔化温度不超过1300℃，熔制较为容易。而将铁尾矿调节高炉渣制备矿渣棉，由于铁尾矿成分复杂且有30-40％的铁含量，对矿渣棉的粘度产生很大影响，熔制过程的影响因素较多。另外，通过提铁工艺可以实现金属铁的回收利用。由于提铁后剩下的二次尾矿含有的SiO2高达80％以上，可以作为富硅原料，调整高炉渣制备矿渣棉。无论是原始尾矿还是提铁后的二次尾矿，主要的成分是硅、铁的氧化物。为了控制成本提高利润，往往需要不同的提铁工艺，最终的二次尾矿含铁量会有很大差异。因此研究原始尾矿和提铁后的二次尾矿对高炉渣粘度的影响具有现实意义。
从Fe2O3+FeO含量角度来看，二次尾矿调整矿渣制备的矿渣棉与利用玄武岩或辉绿岩制备的岩棉成分更接近。尽管都属于矿物棉，但是两种矿渣棉由于原料成分的不同，从而导致生产工艺和产品性能具有差异。专利CN102745892A用热焓含钛高炉渣直接生产矿渣棉的方法公开了用热焓含钛高炉渣直接生产矿渣棉，但是没有涉及如何调整高炉渣成分。专利CN102515499A矿渣棉及其制造方法和制备系统公开了通过调整渣的成分制备一种矿渣棉，但是该专利没有涉及调整后渣的酸度系数与粘度系数的关系。
无论是岩棉还是矿渣棉，粘度范围都会直接影响进入离心机的熔渣被甩成丝状矿棉纤维的质量。利用鞍钢齐大山铁尾矿调整高炉渣得到的成分对粘度系数具有很大的影响。根据酸度系数Mk＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)的定义，本发明通过加入原始尾矿或者富含SiO2的提铁后的二次尾矿来调整熔体的粘度系数。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法，利用本方法调制的热熔态混合渣的酸度系数为1.2-2.03、粘度系数为0.4-10Pas，可达到矿渣棉的有效使用标准。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法，将铁尾矿与高炉渣混合成混合渣，通过加热使得热熔态混合渣保持在1200℃-1500℃，同时对热熔态混合渣进行搅拌，使熔体完全均化；所述混合渣中铁尾矿的含量为16％～45％，其余全部为高炉渣。
所述高炉渣的组成成分为：SiO2：30％～40％、Al2O3：8％～12％、MgO：5％～10％、CaO：40％～50％、Fe2O3+FeO：0.1％～1％、不可避免的杂质：0.1％～5％。
所述铁尾矿的组成成分为：SiO2：69.9％～99.8％、Fe2O3+FeO：0.1％～30％、不可避免的杂质：0.1％～10％。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法，采用含有本发明所述成分的铁尾矿及高炉渣进行混合熔融，可以将混合渣的酸度系数调整在1.2-2.03、粘度系数调整在0.4-10Pas，达到矿渣棉的有效使用标准。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施方式进一步说明：
一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法，将铁尾矿与高炉渣混合成混合渣，通过加热使得热熔态混合渣保持在1200℃-1500℃，同时对热熔态混合渣进行搅拌，使熔体完全均化；所述混合渣中铁尾矿的含量为16％-45％，其余全部为高炉渣。
所述高炉渣的组成成分为：SiO2：30％-40％、Al2O3：8％～12％、MgO：5％～10％、CaO：40％～50％、Fe2O3+FeO：0.1％～1％、不可避免的杂质：0.1％～5％。
本发明只对高炉渣中铁的氧化物即Fe2O3和FeO的混合物的含量限定为0.1％～1％，而混合物中Fe2O3或FeO的单独含量对本发明的最终效果并无影响，故不做单独成分的限定。
所述铁尾矿的组成成分为：SiO2：69.9～99.8％、Fe2O3+FeO：0.1％～30％、不可避免的杂质：0.1％～10％。
本发明只对铁尾矿中铁的氧化物即Fe2O3和FeO的混合物的含量限定为0.1％～30％，而混合物中Fe2O3或FeO的单独含量对本发明的最终效果并无影响，故不做单独成分的限定。
高炉渣和铁尾矿中所含的不可避免的杂质为其他不可避免的微量元素，由于其含量很低，故对本发明的最终效果没有影响。
本发明所采用的铁尾矿为鞍钢齐大山铁矿的原始尾矿或二次尾矿。
实施例1：
(1)将24g的原始尾矿与126g的高炉渣混合组成150g的混合渣，其化学成分如表1所示。原始尾矿占混合渣16％，将混合渣装入钼坩埚内，再将钼坩埚外套石墨坩埚，置于RTW-10型熔体物性综合测试仪，测试调整后高炉渣的粘度。
(2)取某商品棉A，测试其化学成分并计算酸度系数，如表1所示。
表1铁尾矿与混合渣的化学成分以及酸度系数
(3)对比鞍钢齐大山原始尾矿调整高炉渣得到的混合渣1与某商品棉A在相同的温度点下的粘度系数，如表2所示。
表2原始尾矿调整高炉渣与某商品棉A在1200～1500℃温度点下的粘度(Pas)
温度点/℃ 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500
混合渣1粘度 7.00 2.82 1.58 0.98 0.66 0.46 0.32
某商品棉A粘度 6.20 3.56 2.05 1.33 0.86 0.56 0.44
实施例2：
(1)将36.4g的原始尾矿与103.6g的高炉渣混合组成140g的混合渣，其化学成分如表3所示。二次尾矿占混合渣26％，将混合渣装入钼坩埚内，再将钼坩埚外套石墨坩埚，置于RTW-10型熔体物性综合测试仪，测试调整后高炉渣的粘度。
(2)某商品棉A的化学成分与酸度系数与实施例1相同。
表3铁尾矿与混合渣的化学成分以及酸度系数
成分 SiO2 Al2O3 MgO CaO Fe2O3+FeO 酸度系数
(％) (％) (％) (％) (％)
原始尾矿 72.12 3.04 1.13 2.96 20.05 18.4
高炉渣 36.06 10.60 6.89 42.96 0.58 0.9
混合渣2 47.85 8.17 5.69 34.06 3.75 1.42
某商品棉A 39.50 14.06 11.01 20.87 5.54 1.68
(3)对比鞍钢齐大山原始尾矿调整高炉渣得到的混合渣2与某商品棉A在相同的温度点下的粘度系数，如表4所示。
表4原始尾矿调整高炉渣与某商品棉A在1200～1500℃温度点下的粘度(Pas)
温度点/℃ 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500
混合渣2粘度 7.82 2.61 2.09 1.33 0.87 0.59 0.43
某商品棉A粘度 6.20 3.56 2.05 1.33 0.86 0.56 0.44
实施例3：
(1)将46.2g的原始尾矿与93.8g的高炉渣按照混合组成140g的混合渣，其化学成分如表5所示。原始尾矿占混合渣33％，将混合渣装入钼坩埚内，再将钼坩埚外套石墨坩埚，置于RTW-10型熔体物性综合测试仪，测试调整后高炉渣的粘度。
(2)某商品棉A的化学成分与酸度系数与实施例1相同。
表5铁尾矿与混合渣的化学成分以及酸度系数
(3)对比鞍钢齐大山原始尾矿调整高炉渣得到的混合渣3与某商品棉A在相同的温度点下的粘度系数，如表6所示。
表6原始尾矿调整高炉渣与某商品棉A在1200～1500℃温度点下的粘度(Pas)
温度点/℃ 1200 1250 1300 1350 1400 1450 1500
混合渣3粘度 8.34 4.92 2.84 1.82 1.24 0.89 0.63
某商品棉A粘度 6.20 3.56 2.05 1.33 0.86 0.56 0.44
实施例4：
(1)将54.6g的原始尾矿与85.4g的高炉渣按照混合组成140g的混合渣，其化学成分如表7所示。原始尾矿占混合渣39％，将混合渣装入钼坩埚内，再将钼坩埚外套石墨坩埚，置于RTW-10型熔体物性综合测试仪，测试调整后高炉渣的粘度。
(2)某商品棉A的化学成分与酸度系数与实施例1相同。
表7铁尾矿与混合渣的化学成分以及酸度系数
(3)对比鞍钢齐大山原始尾矿调整高炉渣得到的混合渣4与某商品棉A在相同的温度点下的粘度系数，如表8所示。
表8原始尾矿调整高炉渣与某商品棉A在1250～1500℃温度点下的粘度(Pas)
温度点/℃ 1250 1300 1350 1400 1450 1500
混合渣4粘度 5.62 3.41 2.15 1.47 1.02 0.80
某商品棉A粘度 3.56 2.05 1.33 0.86 0.56 0.44
实施例5：
(1)将63g的原始尾矿与77g的高炉渣按照混合组成140g的混合渣，其化学成分如表9所示。原始尾矿占混合渣45％，将混合渣装入钼坩埚内，再将钼坩埚外套石墨坩埚，置于RTW-10型熔体物性综合测试仪，测试调整后高炉渣的粘度。
(2)某商品棉A的化学成分与酸度系数与实施例1相同。
表9铁尾矿与混合渣的化学成分以及酸度系数
(3)对比鞍钢齐大山原始尾矿调整高炉渣得到的混合渣5与某商品棉A在相同的温度点下的粘度系数，如表10所示。
表10原始尾矿调整高炉渣与某商品棉A在1250～1500℃温度点下的粘度(Pas)
温度点/℃ 1250 1300 1350 1400 1450 1500
混合渣5粘度 7.56 4.34 2.70 1.85 1.29 0.93
某商品棉A粘度 3.56 2.05 1.33 0.86 0.56 0.44
实施例6：
(1)将41.2g的提铁二次尾矿与100.8g的高炉渣按照混合组成142g的混合渣，其化学成分如表11所示。二次尾矿占混合渣29％，将混合渣装入钼坩埚内，再将钼坩埚外套石墨坩埚，置于RTW-10型熔体物性综合测试仪，测试调整后高炉渣的粘度。
(2)某商品棉A的化学成分与酸度系数与实施例1相同。
表11铁尾矿与混合渣的化学成分以及酸度系数
(3)对比鞍钢齐大山提铁二次尾矿调整高炉渣得到的混合渣6与某商品棉A在相同的温度点下的粘度系数，如表12所示。
表12二次尾矿调整高炉渣与某商品棉A在1250～1500℃温度点下的粘度(Pas)
温度点/℃ 1300 1350 1400 1450 1500
混合渣6粘度 5.56 3.46 2.10 1.47 0.99
某商品棉A粘度 2.05 1.33 0.86 0.56 0.44
本发明实施例1～实施例6中，表1、表3、表5、表7、表9中的原始尾矿以及表11中二次尾矿中所含的Al2O3、MgO、CaO为铁尾矿中不可避免的微量杂质元素。

Claims (3)

1.一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法，其特征在于，将铁尾矿与高炉渣混合成混合渣，通过加热使得热熔态混合渣保持在1200℃-1500℃，同时对热熔态混合渣进行搅拌，使熔体完全均化；所述混合渣中铁尾矿的含量为16％～45％，其余全部为高炉渣。
2.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法，其特征在于，所述高炉渣的组成成分为：SiO2：30％～40％、Al2O3：8％～12％、MgO：5％～10％、CaO：40％～50％、Fe2O3+FeO：0.1％～1％、不可避免的杂质：0.1％～5％。
3.根据权利要求1所述的一种利用铁尾矿调整高炉渣粘度系数的方法，其特征在于，所述铁尾矿的组成成分为：SiO2：69.9％～99.8％、Fe2O3+FeO：0.1％～30％、不可避免的杂质：0.1％～10％。
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