CN109721251A - 一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法，包括以下步骤：1)将赤泥、铝灰和脱硫石膏按照40：30：30的质量比通过搅拌速度为300r/min‑700r/min的搅拌器进行搅拌均匀，形成酸度系数MK＝1.7～2.1的混合物。优点在于：本发明最大优点实现了大宗固废赤泥在提铁处理过程中形成的二次污染得到了彻底解决，变废为宝，并解决了占用土地的突出问题；利用铝灰一是变危险废弃物为宝，二是利用铝灰中铝含量和硅含量高的特性，在熔融过程中通过对热量的回收利用比其他的传统直接加热方法的温度降低150度，即节约了成本，有提高了无机纤维的质量，减少了赤泥、铝灰及脱硫石膏对环境的污染。

Description

一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法

技术领域

本发明涉及固体废弃物的处置与利用技术领域，尤其涉及一种利 用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法。

背景技术

固体废弃物的处置与利用是重要的环境保护问题之一，关系着人类社会与自 然环境的和谐。大宗工业固废产生于矿产、冶金、电力、化工等工业行业，是在 物质或能源大量消耗过程中排放的固体废弃物。由于综合利用技术不完善、法规 规范力度不够、利用成本和效益不对称等原因，部分类型的工业固废，排放量大， 而利用率低，造成了堆积占用土地、污染大气环境、污染土壤、污染水体等一系 列问题，而且有些还随着行业规模的扩展呈现出问题日益加重的趋势。

赤泥是氧化铝生产企业所排放的大宗工业固废，仅2013年全国 排放量就达5000万吨；由于其高碱度、高湿度、高细度等特征，利 用极其困难，利用率不足10％，已成为严重困扰当地企业的环境难题。 脱硫副产物则是燃煤行业在脱硫技术应用推广过程中产生的新型大 宗固废，我国当前原煤消耗量约40亿吨，即使一半能实现有效脱硫， 脱硫固废的年排放量就达5000万-1亿吨；虽然针对脱硫副产物如脱 硫石膏有大量研究或应用尝试正在开展，但由于其数量过于巨大，再 加上地域、质量、市场、其它石膏源等的限制，脱硫固废的资源化问 题正日益迫切。另外，其它工业固废，如各类尾矿、铝灰、低等级粉 煤灰、磷石膏、氟石膏、柠檬酸石膏、电石渣，等等，均数量惊人， 都有待完成由废物向资源的蜕变。

将提铁后的赤泥尾渣、铝灰等固废与硫酸钙基的脱硫副产物、磷 石膏、氟石膏等结合利用，用于生产无机纤维制作岩棉保温材料，既 可实现各类工业固废的大规模消化，又能获得成本低、性能优异的岩 棉产品，是一条实现固废资源化的高效循环发展途径。

现有的利用赤泥和粉煤灰生产无机纤维的方法，取粉煤灰与拜耳 法赤泥的质量为1：1，电石渣的重量为粉煤灰与拜耳法赤泥重量总 和的50％。将上述原料搅拌均匀，加水搅拌成型，进行蒸养，得到具 有一定强度块状原料。将焦炭和原料，按一定比例装入冲天炉，在冲 天炉中进行加热熔化，熔融温度为1400℃，炉中成无机纤维的熔体 流入四滚离心机。铁渣从冲天炉的侧下部的出铁口流出回收铁，具有 以下缺点：

1、采用没有通过提铁的赤泥会造成铁渣量大增加停炉次数，影 响无机纤维质量。

2、生产过程中熔融原料进行离心成纤时，高温熔融原料不仅没 有将其利用，其还对会离心设备造成很大的破坏，资源整合仍然不够 高效合理。

为此，我们提出了一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法来 解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中的问题，而提出的一种利用 赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种利用赤泥 提铁后的尾渣生产岩棉的方法，包括以下步骤：

1)将赤泥、铝灰和脱硫石膏按照40：30：30的质量比通过搅拌 速度为300r/min-700r/min的搅拌器进行搅拌均匀，形成酸度系数 MK＝1.7～2.1的混合物；

2)将水和泡花碱按照1:3的比例进行配制混合，将混合后的混 合液喷淋于步骤1)中的混合物上，并通过搅拌速度为 200r/min-800r/min的搅拌器进行搅拌均匀，并通过烘干炉烘干成型 物的多余水分，得到含水率在18-22％的混合料；

3)将步骤2)中混合料通过输送带竖直呈成型机中压制成块状 的或棒状的或球状的成型物，压制过程中的散料运回成型机重复压制 成型；

4)将步骤3)中压制成型的块状的或棒状的或球状的成型物通 过提升机提升至温度为1200-1300℃的冲天炉，加热100min后，形 成液体流动物流出；

5)将步骤4)中的液体流动物通过熔体流槽排出至四辊离心机， 并通入高压风吹拉成纤，并通过喷嘴喷入一定量混合树脂至纤表面， 再负压收集至捕纤机集为薄棉毡；

6)将步骤5)中的薄棉毡输送至摆锤布棉机进行堆叠和摆谱呈 多层的厚棉毡，将成型的厚棉毡输送至打皱机进行打皱，打皱后的厚 棉毡输送至固化炉中加热加压，加热温度保持在150-220℃，持续 50min后固化定型；

7)将步骤6)中成品取出，进行纵向横向切割打磨去除毛边， 冷却20-25min，通过自动切割机和自动包装机进行成品的切割、包 装。

在上述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法中，所述酸 度系数MK＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)。

在上述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法中，所述步 骤2)中，通过含水率检测仪对混合物的含水率进行检测。

在上述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法中，所述步 骤7)打磨去除毛边得到的废渣输送至步骤1)中进行回收使用。

在上述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法中，所述赤 泥化学组分为SiO2、Al2O3、CaO、MgO、(FeO、Fe3O4、Fe2O3)、R2O 和TiO2，且各组分质量含量为47-50:12-15:15-20：6-11:5-9:1.2： 0-1。

在上述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法中，所述冲 天炉加热过程中产生的一氧化碳废气通过旋风布袋除尘后导入球式 热风炉进行燃烧，燃烧产生的450-600℃的热量为换热器的一级换热 提供热量，一级换热将热量传递至固化炉进行使用。

在上述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法中，所述步 骤5)中的液态流动物传递至四辊离心机中离心辊上的热量通过水换 热的形式形成高温水蒸气，为换热器的一级换热提供热量，一级缓和 将热量传递至固化炉进行使用。

在上述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法中，所述固 化炉内热量为换热器的二级换热提供热量，二级换热将热量传递至烘 干炉进行使用。

在上述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法中，所述固 化炉采用具有能量均匀反射分布的微波固化炉。

在上述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法中，所述步 骤5)中高压风吹后的废气以及固化炉中产生的废气通过气体净化装 置净化后排出。

与现有的技术相比，本利用提铁后的赤泥尾渣生产岩棉的工艺方 法的优点在于：

本发明利用提铁后的赤泥尾渣、铝灰和脱硫石膏生产无机纤维的 方法，主要是以提铁后的赤泥尾渣、铝灰和脱硫石膏为原料，混合均 匀后加泡花碱经过挤压成型机得到块状或棒状或球状物料，将上述原 料和工业固废矿渣和焦炭按照一定比例进行混合输送到冲天炉中进 行高温熔融，成无机纤维的熔体流入四辊离心机，四辊离心机通过高 速旋转将熔融的流体以极高的速度甩出，形成直径3～7um，长度7～ 20cm的无机纤维，上述原料和工业固废矿渣和焦炭按照一定比例进 行混合输送到冲天炉中进行高温熔融，经过熔炉融化、高压离心吹拉 成纤、捕纤机集棉、摆锤布棉、打皱机打皱、微波加热固化，从而生 产出保温、隔热、防水、隔音的无机纤维保温材料，从而解决了现有 技术中提铁后的赤泥尾渣对环境造成二次污染、占用大量土地、资源 利用率低的技术问题。

本发明最大优点实现了大宗固废赤泥在提铁处理过程中形成的 二次污染得到了彻底解决，变废为宝，并解决了占用土地的突出问题； 利用铝灰一是变危险废弃物为宝，二是利用铝灰中铝含量和硅含量高 的特性，在熔融过程中通过对热量的回收利用比其他的传统直接加热 方法的温度降低150度，即节约了成本，有提高了无机纤维的质量， 减少了赤泥、铝灰及脱硫石膏对环境的污染。

附图说明

图1为本发明提出的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方 法的流程图。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

参照图1，一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法，包括以 下步骤：

1)将赤泥、铝灰和脱硫石膏按照40：30：30的质量比通过搅拌 速度为300r/min-700r/min的搅拌器进行搅拌均匀，形成酸度系数 MK＝1.7～2.1的混合物；

赤泥化学组分为SiO2、Al2O3、CaO、MgO、FeO、Fe3O4、Fe2O3、 R2O和TiO2，且各组分质量含量为47-50:12-15:15-20： 6-11:5-9:1.2：0-1，酸度系数MK＝SiO2+Al2O3/(CaO+MgO)。

2)将水和泡花碱按照1:3的比例进行配制混合，将混合后的混 合液喷淋于步骤1)中的混合物上，并通过搅拌速度为 200r/min-800r/min的搅拌器进行搅拌均匀，并通过烘干炉烘干成型 物的多余水分，得到含水率在18-22％的混合料；

步骤2)中，通过含水率检测仪对混合物的含水率进行检测。

3)将步骤2)中混合料通过输送带竖直呈成型机中压制成块状 的或棒状的或球状的成型物，压制过程中的散料运回成型机重复压制 成型；

4)将步骤3)中压制成型的块状的或棒状的或球状的成型物通过 提升机提升至温度为1200-1300℃的冲天炉，加热100min后，形成 液体流动物流出；

冲天炉加热过程中产生的一氧化碳废气通过旋风布袋除尘后导 入球式热风炉进行燃烧，燃烧产生的450-600℃的热量为换热器的一 级换热提供热量，一级换热将热量传递至固化炉进行使用。

5)将步骤4)中的液体流动物通过熔体流槽排出至四辊离心机， 并通入高压风吹拉成纤，并通过喷嘴喷入一定量混合树脂至纤表面， 再负压收集至捕纤机集为薄棉毡；

步骤5)中的液态流动物传递至四辊离心机中离心辊上的热量通 过水换热的形式形成高温水蒸气，为换热器的一级换热提供热量，一 级缓和将热量传递至固化炉进行使用，固化炉内热量为换热器的二级 换热提供热量，二级换热将热量传递至烘干炉进行使用，对冲天炉加 热的热量进行利用，进行固化炉内的加热，降低了能量的损耗，将固 化炉内部分热量传递至烘干炉内进行利用，避免了烘干炉直接加热， 降低了能源的损耗。

6)将步骤5)中的薄棉毡输送至摆锤布棉机进行堆叠和摆谱呈多 层的厚棉毡，将成型的厚棉毡输送至打皱机进行打皱，打皱后的厚棉 毡输送至固化炉中加热加压，加热温度保持在150-220℃，持续50min 后固化定型；

固化炉采用具有能量均匀反射分布的微波固化炉，包装了炉内热 量分布均匀，避免固化不均匀，使成型质量更好。

步骤5)中高压风吹后的废气以及固化炉中产生的废气通过气体 净化装置净化后排出，废气进行净化后排出，避免了直接排出污染空 气。

7)将步骤6中成品取出，进行纵向横向切割打磨去除毛边，冷却 20-25min，通过自动切割机和自动包装机进行成品的切割、包装。

步骤7)打磨去除毛边得到的废渣输送至步骤1)中进行回收使 用，将打磨去除毛边的残渣进行利用，避免了废物资源的浪费。

本发明将提铁后的赤泥尾渣、铝灰和脱硫石膏混合后加入15％剂 量的泡花碱按照赤泥尾渣、铝灰和脱硫石膏占比分别为40：30：30 混合搅拌均匀为酸度系数MK＝1.7～2.1的混合物，混合物输送至挤 压成型机挤压得到块状或棒状或球状物料自然凉晒或烘干或蒸养后， 将上述原料和工业固废矿渣和焦炭按照一定比例进行混合输送到冲 天炉中进行高温熔融，经过熔炉融化、高压离心吹拉成纤、捕纤机集 棉、摆锤布棉、打皱机打皱、微波加热固化，从而生产出保温、隔热、 防水、隔音的无机纤维保温材料，从而解决了现有技术中提铁后的赤 泥尾渣对环境造成二次污染、占用大量土地、资源利用率低的技术问 题。

本发明最大优点实现了大宗固废赤泥在提铁处理过程中形成的 二次污染得到了彻底解决，变废为宝，并解决了占用土地的突出问题； 利用铝灰一是变危险废弃物为宝，二是利用铝灰中铝含量和硅含量高 的特性，在熔融过程中通过对热量的回收利用比其他的传统直接加热 方法的温度降低150度，即节约了成本，有提高了无机纤维的质量， 减少了赤泥、铝灰及脱硫石膏对环境的污染。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范 围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技 术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改 变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将赤泥、铝灰和脱硫石膏按照40：30：30的质量比通过搅拌速度为300r/min-700r/min的搅拌器进行搅拌均匀，形成酸度系数MK＝1.7～2.1的混合物；

2)将水和泡花碱按照1:3的比例进行配制混合，将混合后的混合液喷淋于步骤1)中的混合物上，并通过搅拌速度为200r/min-800r/min的搅拌器进行搅拌均匀，并通过烘干炉烘干成型物的多余水分，得到含水率在18-22％的混合料；

3)将步骤2)中混合料通过输送带竖直呈成型机中压制成块状的或棒状的或球状的成型物，压制过程中的散料运回成型机重复压制成型；

4)将步骤3)中压制成型的块状的或棒状的或球状的成型物通过提升机提升至温度为1200-1300℃的冲天炉，加热100min后，形成液体流动物流出；

5)将步骤4)中的液体流动物通过熔体流槽排出至四辊离心机，并通入高压风吹拉成纤，并通过喷嘴喷入一定量混合树脂至纤表面，再负压收集至捕纤机集为薄棉毡；

6)将步骤5)中的薄棉毡输送至摆锤布棉机进行堆叠和摆谱呈多层的厚棉毡，将成型的厚棉毡输送至打皱机进行打皱，打皱后的厚棉毡输送至固化炉中加热加压，加热温度保持在150-220℃，持续50min后固化定型；

7)将步骤6)中成品取出，进行纵向横向切割打磨去除毛边，冷却20-25min，通过自动切割机和自动包装机进行成品的切割、包装。

2.根据权利要求1所述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法，其特征在于，所述酸度系数MK＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)。

3.根据权利要求1所述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法，其特征在于，所述步骤2)中，通过含水率检测仪对混合物的含水率进行检测。

4.根据权利要求1所述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法，其特征在于，所述步骤7)打磨去除毛边得到的废渣输送至步骤1)中进行回收使用。

5.根据权利要求1所述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法，其特征在于，所述赤泥化学组分为SiO2、Al2O3、CaO、MgO、(FeO、Fe3O4、Fe2O3)、R2O和TiO2，且各组分质量含量为47-50:12-15:15-20：6-11:5-9:1.2：0-1。

6.根据权利要求1所述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法，其特征在于，所述冲天炉加热过程中产生的一氧化碳废气通过旋风布袋除尘后导入球式热风炉进行燃烧，燃烧产生的450-600℃的热量为换热器的一级换热提供热量，一级换热将热量传递至固化炉进行使用。

7.根据权利要求1所述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法，其特征在于，所述步骤5)中的液态流动物传递至四辊离心机中离心辊上的热量通过水换热的形式形成高温水蒸气，为换热器的一级换热提供热量，一级缓和将热量传递至固化炉进行使用。

8.根据权利要求1所述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法，其特征在于，所述固化炉内热量为换热器的二级换热提供热量，二级换热将热量传递至烘干炉进行使用。

9.根据权利要求1所述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法，其特征在于，所述固化炉采用具有能量均匀反射分布的微波固化炉。

10.根据权利要求1所述的一种利用赤泥提铁后的尾渣生产岩棉的方法，其特征在于，所述步骤5)中高压风吹后的废气以及固化炉中产生的废气通过气体净化装置净化后排出。