CN108585468A - 一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法 - Google Patents

一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法 Download PDF

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    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
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Abstract

一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，涉及一种岩棉的生产方法，所述方法包括以下步骤：以硅尾矿为主要原料，通过添加1200℃左右的高温炼铁水渣等原料调节成分。上述原料在借助于中间高温炉保温加热并混合均匀后，投入到岩棉设备中，在离心机的作用下制得岩棉纤维。岩棉纤维吹送到集棉机中后，将脲醛树脂水溶液均匀的喷洒于纤维表面，按照岩棉生产工艺制备得到产物岩棉。本发明能耗低、充分利用了产量大且污染环境硅尾矿和高炉水渣废物，变废为宝，因此具有广泛的应用前景。

Description

一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法
技术领域
本发明涉及一种制备岩棉的方法，特别是涉及一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法。
背景技术
近几年来，采用聚苯板的高层建筑出现的火灾清楚地表明“消防”已经不是一般的要求了。人们认识到：“岩棉制品”这种在国外已经普遍应用的建筑材料对于我国建筑的价值了。高品质的岩棉制品已经被建筑行业所专注，不少企业都正在进行摆锤法技术的建设或改造。
以岩棉、玻璃棉为代表的高效绝热材料，美、法国、瑞典、日本等国家在五十年代就已工业化生产， 一条生产线生产能力达到数万吨乃至十几万吨，其生产工艺装备不断完善，产品已系列化。生产厂商为建筑业提供了种类繁多的以岩棉为芯材的复合板等产品，以及与建筑施工相适应的配套材料、配套件和有关施工技术软件，因此各发达国家的高效绝热材料在发用建筑业上取得非常广泛的应用。
八十年代先后在北京、上海等地引进国外的岩棉、玻璃棉生产技术与装备，开创了我国新型高效保温绝热材料的新时期，缩短了我国与西方发展国家在绝热保温材料领域的差距。
随着我国国民经济的高速发展，能源紧缺的加深，节能意识的强化，我国的岩棉、玻璃棉工业得以迅速发展，形成了一个初具规模的高效绝热材料行业。
岩棉是一种优质的轻质、保温、吸声、防火材料，广泛应用于工工业、交通运输业和建筑业等。岩棉制品在建筑业、工业和交通运输业的作用早已被人们所公认，在我国，岩棉制品在建筑业的应用才刚刚开始。
能源紧缺，严重制约着国民经济发展和人民生活水平的提高；能源过度消耗还加剧环境污染和生态平衡的破坏。我国已成为世界上第二大能源消费大国。目前我国每年建筑能耗已超4亿吨标准煤。随着城乡民用建筑的飞速发展，我国建筑能耗将更加突出，建筑耗能很快增加。为此，国家对建筑节能非常重视，先后制定了《中华人民共和国节约能源法》和《中华人民共和国建设部节能技术政策》和《民用建筑节能设计标准》等法规，规定在第一阶段，民用建筑节能30%、第二阶段民用建筑节能50%，北京等部分省市已率先实施节能65%的标准。然而，我国目前大约只有5%的办公楼和居民楼达到了国家规定的最低节能50%的要求，可想而知建筑节能的潜在市场有多么巨大!
高炉水渣是冶炼生铁时从高炉中排出的热熔状态的炉渣置于渣池中急速冷却而形成的钢铁副产品，其主要成分由脉石、灰分、熔剂和其他不能进入生铁中的杂质组成的，是一种易熔混合物。一般来说，每生产一吨生铁将产生1.3吨的高炉水渣。以2016年为例，当年我国生铁产量突破7亿吨，再加上以往生成的高炉水渣，可见这些固体废物占地之广，对环境污染之重，安全隐患之多。
硅尾矿的主要组分是富含SiO2、Al2O3、CaCO3等资源的非金属矿物，可以通过现有的成熟工艺生产一种或若干种建筑材料，因此主要用于生产水泥和免烧砖等领域。目前尾矿生产建筑材料已有一些成熟技术，但主要是借鉴建材行业已有的成熟工艺，原始创新性不足，产品附加值低，销售半径小，没有显示出生产成本、运输成本和产品质量的综合优势，难以大范围推广。2017年，我国的工业石英砂消费占到全球总需求的三分之一，达到1亿吨，由此产生的硅尾矿至少5000万吨，由此可见其危害与铁尾矿类似。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，该方法以硅尾矿和高炉水渣作为生产原料，减少了环境污染以及土地资源，在炼铁过程中产生水渣温度达到1200-1300℃的余热，适当的加温就直接可生产本发明岩棉的工序，实现短流程生产，节约了能源，岩棉亦可达到国家标准。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，该方法包括以下步骤：
1）将炼铁高炉中的1200℃左右高温水渣直接转移到中间高温炉中保温；
2）将硅尾矿投入到中间高温炉中； 3）在中间高温炉中，将 1） 的高温水渣和 2）的硅尾矿搅拌均匀得到混合物料；
4）将3）1200℃以上的混合物料转移到制棉机中，在离心机的作用下制成纤维，并将纤维吹送至集棉机，同时将粘结剂脲醛树脂水溶液均匀施加到该纤维表面 ； 5）随后，纤维通过集棉，层叠，打褶，加热固化，加压定型等工序即可得到产物岩棉。
2.根据权利要求 1 所述的一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，其特征在于，所述硅尾矿的化学成分及含量如下 ：
成分 重量百分数
SiO2 73.27；
CaO 3.04；
Al2O3 4.07；
Fe2O3 11.60；
MgO 4.22；
Na2O 0.41；
K2O 0.95；
TiO2 0.14；
SO2 0.25；
P2O5 0.19。
所述的一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，所述炼铁水渣化学成分及含量如下：
成分 重量百分数
SiO2 35.67；
CaO 47.79；
MgO 5.61；
Fe2O3 1.17；
Al2O3 0.87；
SO2 0.125。
所述的一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，所述混合物料包括硅尾矿65-85wt％，高炉水渣15-35wt％。
所述的一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，所述的加热固化温度为150-200℃。
所述的一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，所述制棉机的炉温为1200℃-1300℃，熔炼2-4小时。
所述的一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，所述炉温和熔炼时间优选1250℃和3小时。
本发明的优点与效果是：
1.本发明以硅尾矿和高炉水渣作为生产原料，是该发明的一大突破，减少了环境污染以及土地资源 ( 垃圾填埋需要土地 )。其次，在炼铁过程中产生水渣( 正常是废弃物 )的温度达到 1200-1300℃的余热，如果在中间转移的时候出现降温现象，只需要适当的加温就直接转到生产岩棉的工序，实现短流程生产，节约了能源，岩棉亦可达到国家标准。
2.本发明以硅尾矿为主要原料，通过添加1200℃左右的高温炼铁水渣等原料调节成分。上述原料在借助于中间高温炉保温加热并混合均匀后，投入到岩棉设备中，在离心机的作用下制得岩棉纤维。岩棉纤维吹送到集棉机中后，将脲醛树脂水溶液均匀的喷洒于纤维表面，按照岩棉生产工艺制备得到产物岩棉。本发明能耗低、充分利用了产量大且污染环境硅尾矿和高炉水渣废物，变废为宝，因此具有广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本发明岩棉的生产方法，包括以下步骤 ：
1）将炼铁高炉中的1200℃左右的750公斤高温水渣直接转移到中间高温炉中保温；
2）将250公斤的硅尾矿投入到中间高温炉中； 3）在中间高温炉中，将 1） 的高温水渣和 2）的硅尾矿搅拌均匀得到混合物料。 4）将1250℃的混合物料熔炼2.5小时，然后转移到制棉机中，在离心机的作用下制成纤维，并将纤维吹送至集棉机，同时将粘结剂脲醛树脂水溶液均匀施加到该纤维表面，在180℃下加热固化温度； 5）随后，纤维通过集棉，层叠，打褶，加热固化，加压定型等工序即可得到产物岩棉。
实施例2
1）将炼铁高炉中的1200℃左右的820公斤高温水渣直接转移到中间高温炉中保温；
2）将180公斤的硅尾矿投入到中间高温炉中； 3）在中间高温炉中，将 1） 的高温水渣和 2）的硅尾矿搅拌均匀得到混合物料。 4）将1200℃的混合物料熔炼3.2小时，然后转移到制棉机中，在离心机的作用下制成纤维，并将纤维吹送至集棉机，同时将粘结剂脲醛树脂水溶液均匀施加到该纤维表面，在200℃下加热固化温度； 5）随后，纤维通过集棉，层叠，打褶，加热固化，加压定型等工序即可得到产物岩棉。
实施例3
1）将炼铁高炉中的1200℃左右的790公斤高温水渣直接转移到中间高温炉中保温；
2）将210公斤的硅尾矿投入到中间高温炉中； 3）在中间高温炉中，将 1） 的高温水渣和 2）的硅尾矿搅拌均匀得到混合物料。 4）将1300℃的混合物料熔炼2.2小时，然后转移到制棉机中，在离心机的作用下制成纤维，并将纤维吹送至集棉机，同时将粘结剂脲醛树脂水溶液均匀施加到该纤维表面，在210℃下加热固化温度； 5）随后，纤维通过集棉，层叠，打褶，加热固化，加压定型等工序即可得到产物岩棉。

Claims (7)

1.一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1）将炼铁高炉中的1200℃左右高温水渣直接转移到中间高温炉中保温；
2）将硅尾矿投入到中间高温炉中； 3）在中间高温炉中，将 1） 的高温水渣和 2）的硅尾矿搅拌均匀得到混合物料；
4）将3）1200℃以上的混合物料转移到制棉机中，在离心机的作用下制成纤维，并将纤维吹送至集棉机，同时将粘结剂脲醛树脂水溶液均匀施加到该纤维表面 ； 5）随后，纤维通过集棉，层叠，打褶，加热固化，加压定型等工序即可得到产物岩棉。
2.根据权利要求 1 所述的一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，其特征在于，所述硅尾矿的化学成分及含量如下 ：
成分 重量百分数
SiO2 73.27；
CaO 3.04；
Al2O3 4.07；
Fe2O3 11.60；
MgO 4.22；
Na2O 0.41；
K2O 0.95；
TiO2 0.14；
SO2 0.25；
P2O5 0.19。
3.根据权利要求 1 所述的一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，其特征在于，所述炼铁水渣化学成分及含量如下 ：
成分 重量百分数
SiO2 35.67；
CaO 47.79；
MgO 5.61；
Fe2O3 1.17；
Al2O3 0.87；
SO2 0.125。
4. 根据权利要求 1 所述的一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，其特征在于，所述混合物料包括硅尾矿65-85wt％，高炉水渣15-35wt％。
5.根据权利要求 1 所述的一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，其特征在于，所述的加热固化温度为150-200℃。
6.根据权利要求 1 所述的一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，其特征在于，所述制棉机的炉温为1200℃-1300℃，熔炼2-4小时。
7.根据权利要求5所述的一种以硅尾矿为原料制备岩棉的方法，其特征在于，所述炉温和熔炼时间优选1250℃和3小时。
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