CN107098594B - 一种高炉矿渣直接纤维化制备高强度矿渣棉的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高炉矿渣直接纤维化制备高强度矿渣棉的方法，实现了矿渣显热的高效利用，并先在旋窑炉中在氮气氛围下对熔渣进行预处理，经矿渣中的单质金属元素或者硅等非金属元素与氮气在高温下反应生产氮化物，这些氮化物有很好的硬度和热稳定性，可以提高矿棉纤维的强度，防止断裂；此外用纳米氧化锆、稀土尾矿、石英砂等原料复配的调质剂有良好的增韧、细化晶体组织效果，可显著的提高矿渣的成纤性，制得的纤维在长度、强度、渣球含量、含水率稳定性等性能均得到有效改善，实现了熔融矿渣的高值高效直接回收利用。

Description

一种高炉矿渣直接纤维化制备高强度矿渣棉的方法
技术领域
本发明涉及炉渣应用技术领域，尤其涉及一种高炉矿渣直接纤维化制备高强度矿渣棉的方法。
背景技术
我国钢铁工业经过前期阶段的迅猛发展产生了大量的固体废弃物，这些废弃物中高炉矿渣占有相当大的比例。目前高炉矿渣一般采用水淬处理后生产水泥和混凝土，但是在处理过程中会浪费大量的水资源，同时产生大量的废气和废水，造成二次污染；其次是生产矿渣掺和料，但是产品附加价值较低。由此可见，面对如此大储量的工业废弃物，探索高效的处理和综合利用方法显得尤为重要。
矿渣棉是以矿渣为原料，经重熔、成纤制成的棉状纤维，具有体积密度小、导热系数低、吸声性能好、不燃、耐热、抗冻、耐腐蚀、不怕虫蛀、价格低廉等特性，成为建筑和工业等现代工程领域中最重要的材料之一，也是实现矿渣高值化的重要途径。在矿渣棉的生产过程中尤其要注意矿渣显热利用，不然会造成大量的能耗和资源浪费、二次污染；要想获得高性能的矿渣棉还需要添加调质剂对熔体进行成分调整，这样的产业链才符合资源可持续发展策略。《高炉熔渣直接纤维化制备矿渣棉》一文公开了一种将液态的高炉熔渣与铁尾矿混合调质后用喷吹法和四辊离心法直接成纤的方法，实现了炉渣显热的有效利用，但是喷吹法制备的矿棉成纤率偏低，渣球含量高，纤维短、脆，而四辊离心法虽然获得了相对较长和粗的纤维，但是其含水率偏高，易粉脆，不能满足需求产业的性能指标要求，导致矿渣转化利用受阻，行业产能过剩。
发明内容
本发明为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高炉矿渣直接纤维化制备高强度矿渣棉的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高炉矿渣直接纤维化制备高强度矿渣棉的方法，步骤如下：将熔融态高炉矿渣直接引入旋窑炉中，并通入大量氮气，处理结束后熔料送入调质炉中加入调质剂调质处理，调质完成后将熔料引入四辊离心机中拉丝，形成的纤维在鼓风机和集棉引风机作用下进入沉降室，最后将收集到的矿棉经压缩成型、包装入库后即得。
所述的旋窑炉的温度保持在1350-1420℃。
所述的氮气为高纯氮气或者富氮空气。
所述的熔融矿渣在旋窑炉中处理时间为30-50min。
所述的调质剂是由0.01-0.02%纳米氧化锆、0.1-0.2%稀土尾矿、余量的石英砂混合粉碎后过300-600目筛得到的粉体。
所述的调质剂与炉渣的重量比为0.1-0.5:1。
所述的调质处理时间为：12-18min；调质炉温度保持在1300-1400℃。
本发明将冶炼过程中产生的熔融高炉炉渣直接纤维化处理，实现了矿渣显热的高效利用，并先在旋窑炉中在氮气氛围下对熔渣进行预处理，经矿渣中的单质金属元素或者硅等非金属元素与氮气在高温下反应生产氮化物，这些氮化物有很好的硬度和热稳定性，可以提高矿棉纤维的强度，防止断裂；此外用纳米氧化锆、稀土尾矿、石英砂等原料复配的调质剂有良好的增韧、细化晶体组织效果，可显著的提高矿渣的成纤性，制得的纤维在长度、强度、渣球含量、含水率稳定性等性能均得到有效改善，实现了熔融矿渣的高值高效直接回收利用。
具体实施方式
一种高炉矿渣直接纤维化制备高强度矿渣棉的方法，步骤如下：将熔融态高炉矿渣直接引入旋窑炉中，在1350℃条件下处理30min，并通入大量高纯氮气，处理结束后熔料送入调质炉中加入调质剂调质处理12min，炉温保持在1300℃，调质完成后将熔料引入四辊离心机中拉丝，形成的纤维在鼓风机和集棉引风机作用下进入沉降室，最后将收集到的矿棉经压缩成型、包装入库后即得。
其中调质剂是由0.01%纳米氧化锆、0.1%稀土尾矿、余量的石英砂混合粉碎后过300目筛得到的粉体。
其中调质剂与炉渣的重量比为0.1:1。

Claims (1)

1.一种高炉矿渣直接纤维化制备高强度矿渣棉的方法，其特征在于，步骤如下：将熔融态高炉矿渣直接引入旋窑炉中，并通入大量氮气，处理结束后熔料送入调质炉中加入调质剂调质处理，调质完成后将熔料引入四辊离心机中拉丝，形成的纤维在鼓风机和集棉引风机作用下进入沉降室，最后将收集到的矿渣棉经压缩成型、包装入库后即得；
所述的旋窑炉的温度保持在1350-1420℃；
所述的氮气为高纯氮气或者富氮空气；
熔融矿渣在旋窑炉中处理时间为30-50min；
所述的调质剂是由0 .01-0 .02%纳米氧化锆、0 .1-0 .2%稀土尾矿、余量的石英砂混合粉碎 后过300-600目筛得到的粉体；
所述的调质剂与炉渣的重量比为0 .1-0 .5:1；
调质处理时间为：12-18min；调质炉温度保持在1300-1400℃。
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