CN107082570A - 采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法 - Google Patents

采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法，包括：步骤1，按重量份称取高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石，将所述高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石进行球磨混匀，获得混合物料；步骤2，将混合物料在冲天炉中熔融成岩浆；步骤3，将岩浆经高速离心甩丝，同时喷洒粘结剂和憎水剂制得纤维；步骤4，将纤维依次进行集棉、铺棉、压棉、固化和分切制岩棉材料；其中，按重量份计所述原料配比为，高岭石尾砂50～60份、钢渣20～30份、硅藻土5～10份和萤石10～15份；所述高岭石尾砂为高硫煤矸石通过旋流分离、浮选获得。本发明促进高硫煤矸石和钢渣的资源化利用，且处理工艺简单，在减少对环境污染的同时大大提升了高硫煤矸石和钢渣的增值空间。

Description

采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法
技术领域
本发明涉及一种高硫煤矸石利用方法，具体涉及采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法。
背景技术
近年来，市场的大量需求拉动了岩棉市场规模的迅速扩大。国内岩矿棉市场需求一直呈 现突飞猛进之势。而市场上生产岩棉主要采用玄武岩和白云石为原料，随着岩棉的市场需求 逐渐增大，需要消耗大量的玄武岩，这样会造成自然资源的大量耗费。而与此同时，高硫煤 矸石和钢渣的废物处理和资源化利用迫在眉睫。高硫煤矸石是采煤过程中排出的含碳量较少 的黑色废石，是一种有害固体废弃物，其排放与堆积不仅占用大量耕地，同时对地表、大气 造成了很大污染。现有钢渣基本上都是经过简单处理后拉到垃圾堆堆放，形成二次污染。大 量钢渣的弃置堆积占用越来越多的土地、污染环境、造成资源浪费，影响钢铁工业以及整个 国民经济的可持续发展，因此有必要对钢渣进行减量化、资源化和高价值综合利用研究。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有高硫煤矸石和钢渣的利用率低，且易造成二次污染， 目的在于提供采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法，促进高硫煤矸石和钢渣的资源化利用， 且处理工艺简单，在减少对环境污染的同时大大提升了高硫煤矸石和钢渣的增值空间。
本发明通过下述技术方案实现：
采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法，包括以下步骤
步骤1，按重量份称取高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石，将所述高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石进行球磨混匀，获得混合物料；
步骤2，将所述混合物料在冲天炉中熔融成岩浆；
步骤3，将所述岩浆经高速离心甩丝，同时喷洒粘结剂和憎水剂制得纤维；
步骤4，将所述纤维依次进行集棉、铺棉、压棉、固化和分切制岩棉材料；
其中，按重量份计所述原料配比为，高岭石尾砂50～60份、钢渣20～30份、硅藻土5～ 10份和萤石10～15份；所述高岭石尾砂为高硫煤矸石通过旋流分离、浮选获得。
优选地，所述高岭石尾砂获取步骤包括：
步骤(1)，磨矿：先将所述高硫煤矸石经粉碎、研磨制得煤矸石颗粒物；
步骤(2)，配浆：向所述煤矸石颗粒物中加入水配制得矿浆；
步骤(3)，旋流分离：将所述矿浆经旋流分离器进行分离；
步骤(4)，配浆：将所述旋流分离器分离获得的下层物料配制二次矿浆；
步骤(5)，浮选：将所述二次矿浆进行浮选获得硫精砂和高岭石尾砂。
优选地，所述步骤(1)中煤矸石颗粒物的粒径为200目；
所述步骤(2)中矿浆的质量浓度为15％，且向所述煤矸石颗粒物中加入水后进行搅拌时 间为15min；
所述步骤(3)中采用水力旋流分离器，所述水力旋流分离器的锥体角度为16°，锥比 为0.50，旋流分离压力为0.16MPa，旋流分离时间为3～5min。
所述步骤(4)中二次矿浆配制步骤为：向所述下层物料中加入烷基二硫代氨基甲酸盐捕 收剂、异构己起泡剂和石灰pH调节剂进行搅拌均匀，搅拌时间为3～5min；所述捕收剂、起 泡剂和pH调节剂的加入量为350g/t干料、420g/t干料、1000g/t干料；
所述步骤(5)中浮选步骤为：先将所述二次矿浆经旋流分离器进行浮选8～10min；然 后继续加入所述捕收剂、起泡剂和pH调节剂，以及草酸钠抑制剂和聚丙烯酰胺分散剂进行 浮选10～12min，最终获得硫精砂和高岭石尾砂；所述再次添加捕收剂、起泡剂、pH调节剂、 草酸钠抑制剂和聚丙烯酰胺分散剂的用量为230g/t干料、320g/t干料、600g/t干料、180g/t 干料和150g/t干料。
优选地，所述步骤2中熔融温度为1750～1950℃。
优选地，所述粘结剂的重量份为1～3份，所述憎水剂的重量份为0.5～2份。
优选地，所述步骤(1)中混合物料的粒度为50～90mm。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
现有技术中岩棉一般是以天然岩石如玄武岩、辉长岩、白云石、铁矿石、铝矾土等为主 要原料，经高温熔化、纤维化而制成的无机质纤，但随着岩棉市场需求量的增大，需要耗费 大量的玄武岩、铁矿石等宝贵的原材料，本发明提供了一种采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的 方法，通过分选处理高硫煤矸石获得高岭石以及钢渣为替代原料制备岩棉，同时促进了高硫 煤矸石和钢渣的资源化利用，且处理工艺简单，在减少对环境污染的同时大大提升了高硫煤 矸石和钢渣的增值空间。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一 步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的 限定。
实施例1
先制备在分选高硫煤矸石制备高岭石尾砂：
步骤(1)，磨矿：先采用粉碎机将所述高硫煤矸石经粉碎、并采用球磨机研磨制得煤矸 石颗粒物，所述煤矸石颗粒物的粒径为200目；
步骤(2)，配浆：向所述煤矸石颗粒物中加入水在调整灌中进行配制得矿浆，矿浆的质 量浓度为15％，且将矿浆进行搅拌15min；
步骤(3)，旋流分离：将所述矿浆经水力旋流分离器进行分离，水力旋流分离器的锥体 角度为16°，锥比为0.50，旋流分离压力为0.16MPa，旋流分离时间为3～5min；
步骤(4)，配浆：将所述旋流分离器分离获得的上层木料可继续进行分选获取煤泥，将 下层物料在调整灌中配制二次矿浆，二次矿浆配制步骤为：向所述下层物料中加入350g/t干 料烷基二硫代氨基甲酸盐捕收剂、420g/t干料异构己醇起泡剂和1000g/t干料石灰pH调整剂 进行搅拌均匀，搅拌时间为3～5min；
步骤(5)，浮选：将所述二次矿浆进行浮选获得硫精砂和高岭石尾砂。所述浮选步骤为： 先将所述二次矿浆经旋流分离器进行浮选8～10min；然后继续加入所述捕收剂、起泡剂和pH 调节剂，以及草酸钠抑制剂和聚丙烯酰胺分散剂进行浮选10～12min，最终获得硫精砂和高 岭石尾砂；所述再次添加捕收剂、起泡剂、pH调节剂、草酸钠抑制剂和聚丙烯酰胺分散剂的 用量为230g/t干料、320g/t干料、600g/t干料、180g/t干料和150g/t干料。
实施例2
本发明提供一种采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法，具体步骤为：
步骤1，按重量份称取高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石，将所述高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石进行球磨混匀，获得混合物料，混合物料的粒度为50～90mm；
步骤2，将所述混合物料在冲天炉中熔融成岩浆，熔融温度为1750℃；
步骤3，将所述岩浆经高速离心甩丝，同时喷洒粘结剂和憎水剂制得纤维；
步骤4，然后将所述纤维收集在集棉机的集棉网上，利用摆锤机形成多层疏松岩棉层， 再将所述疏松岩棉层经过三维压棉机压制，然后将经过三维压棉机压好的紧实岩棉体送入固 化炉固化，形成具有层间搭接结构的三维整体结构，最后经分切制成岩棉材料。
其中，按重量份计所述原料配比为，高岭石尾砂50份、钢渣30份、硅藻土10份和萤石 15份；所述粘结剂采用酚醛树脂的重量份为1份，所述憎水剂采用聚硅氧烷乳液的重量份为 0.5份；且高岭石尾砂为通过实施例1的方法制备获得，可先将获取的高岭石尾砂干燥处理， 再压制成型为硬度为1.5左右的块状材料然后再用于生产岩棉。
实施例3
本发明提供一种采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法，具体步骤为：
步骤1，按重量份称取高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石，将所述高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石进行球磨混匀，获得混合物料，混合物料的粒度为50～90mm；
步骤2，将所述混合物料在冲天炉中熔融成岩浆，熔融温度为1850℃；
步骤3，将所述岩浆经高速离心甩丝，同时喷洒粘结剂和憎水剂制得纤维；
步骤4，然后将所述纤维收集在集棉机的集棉网上，利用摆锤机形成多层疏松岩棉层， 再将所述疏松岩棉层经过三维压棉机压制，然后将经过三维压棉机压好的紧实岩棉体送入固 化炉固化，形成具有层间搭接结构的三维整体结构，最后经分切制成岩棉材料。
其中，按重量份计所述原料配比为，高岭石尾砂55份、钢渣25份、硅藻土8份和萤石12份；所述粘结剂采用酚醛树脂的重量份为2份，所述憎水剂采用聚硅氧烷乳液的重量份为1份；且高岭石尾砂为通过实施例1的方法制备获得，可先将获取的高岭石尾砂干燥处理，再压制成硬度为1.5左右的块状材料然后再用于生产岩棉。
实施例4
本发明提供一种采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法，具体步骤为：
步骤1，按重量份称取高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石，将所述高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石进行球磨混匀，获得混合物料，混合物料的粒度为50～90mm；
步骤2，将所述混合物料在冲天炉中熔融成岩浆，熔融温度为1950℃；
步骤3，将所述岩浆经高速离心甩丝，同时喷洒粘结剂和憎水剂制得纤维；
步骤4，然后将所述纤维收集在集棉机的集棉网上，利用摆锤机形成多层疏松岩棉层， 再将所述疏松岩棉层经过三维压棉机压制，然后将经过三维压棉机压好的紧实岩棉体送入固 化炉固化，形成具有层间搭接结构的三维整体结构，最后经分切制成岩棉材料。
其中，按重量份计所述原料配比为，高岭石尾砂60份、钢渣30份、硅藻土5份和萤石10份；所述粘结剂采用酚醛树脂的重量份为3份，所述憎水剂采用聚硅氧烷乳液的重量份为2份；且高岭石尾砂为通过实施例1的方法制备获得，可先将获取的高岭石尾砂干燥处理，再压制成硬度为1.5左右的块状材料然后再用于生产岩棉。
实施例5
本发明提供一种采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法，具体步骤为：
步骤1，按重量份称取高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石，将所述高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石进行球磨混匀，获得混合物料，混合物料的粒度为60～80mm；
步骤2，将所述混合物料在冲天炉中熔融成岩浆，熔融温度为1700～1900℃；
步骤3，将所述岩浆经高速离心甩丝，同时喷洒粘结剂和憎水剂制得纤维；
步骤4，然后将所述纤维收集在集棉机的集棉网上，利用摆锤机形成多层疏松岩棉层， 再将所述疏松岩棉层经过三维压棉机压制，然后将经过三维压棉机压好的紧实岩棉体送入固 化炉固化，形成具有层间搭接结构的三维整体结构，最后经分切制成岩棉材料。
其中，按重量份计所述原料配比为，高岭石尾砂50～60份、钢渣20～30份、硅藻土5～ 10份和萤石10～15份；所述粘结剂采用酚醛树脂的重量份为1～3份，所述憎水剂采用聚硅 氧烷乳液的重量份为0.5～2份；且高岭石尾砂为通过实施例1的方法制备获得，可先将获取 的高岭石尾砂干燥处理，再压制成硬度为1.5左右的块状材料然后再用于生产岩棉。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护 范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法，其特征在于，包括以下步骤
步骤1，按重量份称取高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石，将所述高岭石尾砂、钢渣、硅藻土和萤石进行球磨混匀，获得混合物料；
步骤2，将所述混合物料在冲天炉中熔融成岩浆；
步骤3，将所述岩浆经高速离心甩丝，同时喷洒粘结剂和憎水剂制得纤维；
步骤4，将所述纤维依次进行集棉、铺棉、压棉、固化和分切制岩棉材料；
其中，按重量份计所述原料配比为，高岭石尾砂50～60份、钢渣20～30份、硅藻土5～10份和萤石10～15份；所述高岭石尾砂为高硫煤矸石通过旋流分离、浮选获得。
2.根据权利要求1所述的采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法，其特征在于，所述高岭石尾砂获取步骤包括：
步骤(1)，磨矿：先将所述高硫煤矸石经粉碎、研磨制得煤矸石颗粒物；
步骤(2)，配浆：向所述煤矸石颗粒物中加入水配制得矿浆；
步骤(3)，旋流分离：将所述矿浆经旋流分离器进行分离；
步骤(4)，配浆：将所述旋流分离器分离获得的下层物料配制二次矿浆；
步骤(5)，浮选：将所述二次矿浆进行浮选获得硫精砂和高岭石尾砂。
3.根据权利要求2所述的采用高硫煤矸石尾砂制轻质陶粒的方法，其特征在于，所述步骤(1)中煤矸石颗粒物的粒径为200目；
所述步骤(2)中矿浆的质量浓度为15％，且向所述煤矸石颗粒物中加入水后进行搅拌时间为15min；
所述步骤(3)中采用水力旋流分离器，所述水力旋流分离器的锥体角度为16°，锥比为0.50，旋流分离压力为0.16MPa，旋流分离时间为3～5min。
所述步骤(4)中二次矿浆配制步骤为：向所述下层物料中加入烷基二硫代氨基甲酸盐捕收剂、异构己起泡剂和石灰pH调节剂进行搅拌均匀，搅拌时间为3～5min；所述捕收剂、起泡剂和pH调节剂的加入量为350g/t干料、420g/t干料、1000g/t干料；
所述步骤(5)中浮选步骤为：先将所述二次矿浆经旋流分离器进行浮选8～10min；然后继续加入所述捕收剂、起泡剂和pH调节剂，以及草酸钠抑制剂和聚丙烯酰胺分散剂进行浮选10～12min，最终获得硫精砂和高岭石尾砂；所述再次添加捕收剂、起泡剂、pH调节剂、草酸钠抑制剂和聚丙烯酰胺分散剂的用量为230g/t干料、320g/t干料、600g/t干料、180g/t干料和150g/t干料。
4.根据权利要求1所述的采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法，其特征在于，所述步骤2中熔融温度为1750～1950℃。
5.根据权利要求1所述的采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法，其特征在于，所述粘结剂的重量份为1～3份，所述憎水剂的重量份为0.5～2份。
6.根据权利要求1所述的采用高硫煤矸石尾砂生产岩棉的方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合物料的粒度为50～90mm。
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