CN116119935A - 一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法 - Google Patents

一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法 Download PDF

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CN116119935A CN202310157143.2A CN202310157143A CN116119935A CN 116119935 A CN116119935 A CN 116119935A CN 202310157143 A CN202310157143 A CN 202310157143A CN 116119935 A CN116119935 A CN 116119935A
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Abstract

本发明公开了一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，包括：步骤一、提供干燥细渣，具体包括：利用煤气化炉中热熔渣的余热，将煤气化炉细渣进行干燥，得到干燥细渣；步骤二、提供粉碎调制料；步骤三、氧气环境中，将干燥细渣和粉碎调制料高温熔融，得到熔融调制细渣；步骤四、提供熔融热熔渣；步骤五、将熔融调制细渣和熔融热熔渣于均质炉中热处理，得到热处理后体系，加入微调料，得到混合料；步骤六、氮气条件下搅拌混合料，成型，得到岩棉制品。本发明通过包括将熔融调制细渣和熔融热熔渣混合均质，制备得到岩棉，该岩棉优于其它矿渣棉纤维。

Description

一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法
技术领域
本发明属于矿物棉制备技术领域，具体涉及一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法。
背景技术
煤气化渣是指将煤转化为合成气过程排出的残渣。据统计，百万吨级煤间接制油工艺每年将产生约90万吨的灰渣。随着煤制气技术的推广应用，年增超过3300万吨，数量庞大，目前尚未得到有效利用，多以堆放、填埋处置、不仅造成土地占用，而且污染环境。因此，研究煤气化渣的减量化、资源化利用技术是实现煤气化企业可持续发展的关键。
煤气化工艺中，汽化炉内产生温度约为1300℃～1400℃的高温煤气和热熔渣，热熔渣直接进入激冷室冷却、锁斗定期粗渣排出占60％～80％。由煤气洗涤塔排出灰水经沉淀、过滤、压成滤饼以细渣排出占20％～40％，细渣含碳量14％～35％，低位发热值约850kcal/kg～2700kcal/kg。细渣含有一定量高温产生的玻璃胶体、发粘、无挥发份，细渣灰分容易黏附，但灰分和残炭之间并不发生灰熔融聚合，残炭以絮状无定型形态存在，并不和灰分形成小球体，细渣的燃烧与含碳低热值超细粉的燃烧有很大的相似性，燃烧的难度大，因碳颗粒是半焦性质，高温燃烧过一次，无挥发分，而且相对热值又比较低，因而不能单独燃烧，加到其它锅炉内又因碳颗粒细，炉内停留时间太短，比重较轻易随烟气流动，几乎全部随烟气带走，燃烧难度很大，含残炭量高严重影响煤气化细渣的处理和应用。现有技术中大量的气化渣筑坝存放，渗透污染地下水，占用大量的土地，形成了一个很大的危险源和污染源。风干后的干细粉随风飞扬，严重污染大气环境。
热熔渣本身具有很高的温度(1300℃～1400℃)，其平均热焓约为1430kJ/kg～1550kJ/kg，属于高品质的余热资源，具有很高的回收价值。传统的干法或水淬处理工艺，大量的热量未被回收利用或未被有效利用，同时，水淬处理工艺渣水比大，这样不仅消耗大量的水资源，而且，冲渣过程中产生的硫化物气体及水蒸气，会对环境的二次污染，再者，工艺设备电耗大，水渣还需干燥处理。
岩棉具有质轻、导热系数小、不燃烧、防蛀、价廉、耐腐蚀、化学稳定性好、吸声性能好等特点，所以在建筑物的填充绝热、吸声、隔声、制氧机和冷库保冷及各种热力设备填充绝热等方面大量的应用。现有的岩棉生产工艺多数以天然岩石如玄武岩、辉绿岩、安山岩等为基本原料，并配以硅石、白云石等作为辅料调整酸度系数，再配加一定量的焦炭后在冲天炉中熔化、调匀，然后使用四辊离心机系统制取成棉。该工艺的主要缺点：1)必须消耗大量焦炭、煤等能源，每吨岩棉约需0.6～0.7吨焦炭等燃料，燃烧后粉尘污染严重，若配以烟气处理系统则成本明显升高；2)必须以天然岩石如玄武岩、辉绿岩、安山岩，消耗大量的天然资源，造成环境破坏，增加了生产成本；3)必须将冷态岩石等原料熔化，消耗大量能源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法。本发明通过包括将熔融调制细渣和熔融热熔渣混合均质，制备得到岩棉，该岩棉纤维的直径不大于7μm，优于其它矿渣棉纤维，本发明得到的产物再生岩棉制品可以完全替代利用玄武岩或辉绿岩制成的岩棉，大量节省玄武岩和辉绿岩等矿产资源，与传统冲天炉工艺相比每生产一吨矿棉制品节省消耗能源折合约0.6吨～0.7吨标准煤。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、提供干燥细渣，具体包括：利用煤气化炉中热熔渣的余热，将煤气化炉细渣进行干燥，得到干燥细渣；
步骤二、提供粉碎调制料，具体包括：将调制料粉碎至粒径≤1mm，得到粉碎调制料；
步骤三、氧气环境中，将步骤一所述干燥细渣和步骤二所述粉碎调制料高温熔融，得到熔融调制细渣；
步骤四、提供熔融热熔渣，具体包括将煤气化炉中的热熔渣于1400℃～1600℃的高温熔炉中熔融，得到熔融热熔渣；
步骤五、将步骤三所述熔融调制细渣和步骤四所述熔融热熔渣于均质炉中热处理，得到热处理后体系，向热处理后体系中加入微调料，得到混合料；
步骤六、氮气条件下搅拌步骤五所述混合料，成型，得到岩棉制品；所述成型包括成纤、集棉固化和冷却切割。
上述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤一中，所述煤气化炉细渣的含水率为40wt％～65wt％，所述干燥细渣含水率≤5wt％。
上述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤二中，所述调制料包括粉煤灰0～10份，白云石0～20份、玻璃渣0～5份、铁渣0～3份和电解锰渣0～3份。
上述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤三中，所述干燥细渣质量与粉碎调制料质量比为(100～200):(4～30)。
上述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤三中，所述高温熔融为在等离子高温炉中进行高温熔融，熔融温度为1400℃～1600℃，时间为5min～10min。
上述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤五中，所述熔融热熔渣的质量与熔融调制细渣质量比为3：(1～2)。
上述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤五中，所述微调料的质量为步骤一所述干燥细渣质量的0.2％～3％。
上述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤五中，所述均质炉中热处理温度为1350℃～1500℃，时间为30min～60min.
上述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤五中，所述微调料包括0～2份硼酸、0～2份氟化钠和0～2份氟化钾。
上述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤五中，所述混合料的酸度系数为1.83～2.4，粘度为1Pa.s～3Pa.s。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.本发明通过包括将熔融调制细渣和熔融热熔渣混合均质，制备得到岩棉，该岩棉纤维的直径不大于7μm，优于其它矿渣棉纤维，本发明得到的产物再生岩棉制品可以完全替代利用玄武岩或辉绿岩制成的岩棉，大量节省玄武岩和辉绿岩等矿产资源，与传统冲天炉工艺相比每生产一吨矿棉制品节省消耗能源折合约0.6吨～0.7吨标准煤。
2.本发明煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法中，以煤气化炉中热熔渣和煤气化炉细渣为主要原料，得到干燥细渣，通过将热熔渣的余热用于干燥细渣，可而有效降低细渣的含水量至5wt％，可有效避免熔融过程水分蒸发产生气泡，同时对余热进行利用，提高生产效率，节约制备成本，可实现热熔渣和细渣热量的综合利用，热熔渣从高温熔融状态冷却至常温固态时放出的热量约1430kJ/kg～1550kJ/kg，可节能60％-80％，同时可将排放的粗渣和细渣全部利用，满足煤气化企业固废零排放要求。
3.本发明煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法中，通过在富氧环境等离子高温熔炉中，将步骤一所述干燥细渣和步骤二所述粉碎调制料高温熔融，干燥细渣中的可燃物燃烧产生火焰，火焰直接与干燥细渣中的不可燃物接触并对其进行对流加热使其熔融为熔融调制细渣，干燥细渣和粉碎调制料混合均匀性更高。
4.本发明煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法中，通过将干燥细渣和煤气化炉中的热熔渣分别熔融后混合均质，可有效促进纤维形成，产品岩棉质量更高，同时可有效避免矿物熔化过程中产生大量气泡对熔化速度的影响，以及气泡存留在熔体中对熔体质量造成的影响。
下面结合实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例1
步骤四所述煤气化炉中的热熔渣成分及质量百分比包括：SiO2 41.48％、Al 2O314.06％、Fe2O3 10.81％、CaO 22.79％、MgO 3.42％、K2O1.15％、Na2O 1.08％和SO3 0.16％；
步骤一所述煤气化炉细渣成分及质量百分比包括：SiO2 44.76％、Al 2O313.12％、Fe2O3 10.01％、CaO 18.88％、MgO 6.13％、K2O 1.36％、Na2O 1.02％和SO30.55％；
步骤五进行热处理的熔融调制细渣和熔融热熔渣混合物的成分及质量百分比包括：SiO2 41.6％、Al2O3 13.0％、Fe2O3 10.57％、CaO 21.4％和MgO 4.2％、K2O 1.20％、Na2O1.07％和SO3 0.36％；
本实施例提供一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，包括以下步骤：
步骤一、提供干燥细渣，具体包括：利用煤气化炉中热熔渣的余热，将煤气化炉细渣进行干燥，得到干燥细渣；所述煤气化炉细渣的含水率为40wt％～65wt％，所述干燥细渣含水率≤5wt％；步骤一以煤气化炉中热熔渣和煤气化炉细渣为主要原料，得到干燥细渣，煤汽化过程会产生高温煤气和热熔渣，热熔渣占排出废料质量的60％～80％。高温煤气夹带飞灰颗粒经由煤气洗涤塔处理，经沉淀、过滤、压成滤饼以细渣的形式收集，为含水细渣，即煤汽化炉细渣，所述煤汽化炉细渣占排出废料质量的20％～40％，煤汽化炉细渣的细度较细粒径为120μm～400μm的约占40％～50％，含水率为40％～65％。以煤气化炉细渣为原料，煤气化炉细渣含水率为40wt％～65wt％，且大部分水分存于渣粒高度发达的孔隙结构中，干燥难度大、成本高、是资源化利用的制约因素。热熔渣排出时，本身具有较高的温度，利用熔渣余热干燥物料，干燥后物料落入细渣料仓，废气经旋风分离器收尘后排放，料仓细渣、收尘细渣经配料系统送入高温炉。
步骤二、提供粉碎调制料，具体包括：将调制料粉碎至粒径≤1mm，得到粉碎调制料；所述调制料包括铁渣和电解锰渣，所述铁渣和电解锰渣的质量比为1:1；步骤二通过将煤气化炉中的热熔渣在高温熔炉熔融，以保持煤气化炉中的热熔渣的熔融状态，便于下一步混合。
步骤三、氧气环境中，将步骤一所述干燥细渣和步骤二所述粉碎调制料高温熔融，得到熔融调制细渣；所述干燥细渣质量与粉碎调制料质量比为100:4；所述高温熔融为在等离子高温炉中进行高温熔融，熔融温度为1530℃，时间为8min；步骤三包括由粉煤灰、白云石、玻璃渣、铁渣和电解锰渣构成的调制料，其中，粉煤灰为煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰包括含量高且稳定的二氧化硅和氧化铝等成分，白云石包括氧化钙和氧化镁，玻璃渣包括二氧化硅、氧化钠和氧化钾，铁渣包括丰富的氧化铁和氧化亚铁，电解锰渣包括氧化锰，各成分配合促使二氧化硅和氧化铝成为纤维硅铝骨架的核心结构，形成纤维结构网络，得到具有高稳定性和力学性能的连续无机纤维，同时，在氧化钠和氧化钾的防水、防滑、耐磨等性能、氧化铁和氧化亚铁的耐高温、抗氧化性能以及氧化锰的利于提高纤维表面张力和高温稳定性的性能，得到可调变热熔渣黏度的长纤维。
步骤三通过控制干燥细渣质量与粉碎调制料质量比，可更好的保证酸度系数和粘度，进而保证得到的岩棉制品具有最佳的性能。
步骤四、提供熔融热熔渣，具体包括将煤气化炉中的热熔渣于1530℃的高温熔炉中熔融，得到熔融热熔渣；所述煤气化炉中的热熔渣温度为1300～1400℃；
步骤五、将步骤三所述熔融调制细渣和步骤四所述熔融热熔渣于均质炉中热处理，得到热处理后体系，向热处理后体系中加入微调料，得到混合料；所述熔融热熔渣的质量与熔融调制细渣质量比为3：1，所述微调料的质量为步骤一所述干燥细渣质量的1.8％，所述均质炉中热处理温度为1480℃，时间为50min，所述微调料包括硼酸和氟化钠，所述硼酸和氟化钠的质量比为2:1；所述混合料的酸度系数为2.1，粘度为1Pa.s～3Pa.s；步骤五中，熔融热熔渣的质量与熔融调制细渣质量比为符合煤气化工程排渣比例的质量比，可促进煤气化热态熔渣的完全利用，实现零排放，同时通过控制该质量比，可满足岩棉的成分需求，即SiO2 35％～53％，Al2O3 9％～18％，Fe2O3 3.5％～17％，MgO 2％～18％，CaO 6％～35％，K2O和Na2O 0.5％～4％。
步骤五中，向热处理后体系中加入微调料，得到混合料，所述微调料包括硼酸、氟化钠和氟化钾，所述微调料的质量为干燥细渣质量的0.2％～3％。微调料起助熔及调整粘度作用，再次调整热熔渣性能，保证岩棉制品具有最佳的性能。
步骤五中，均质炉的加热温度可使熔融热熔渣的质量与熔融调制细渣充分熔融，在最佳熔渣熔融温度获得成纤纤维。
步骤六、氮气条件下搅拌步骤五所述混合料，成型，得到岩棉制品；所述成型包括成纤、集棉固化和冷却切割。步骤六在氮气环境下对混合料进行搅拌，可促进各种材料熔化均化，保证成纤维均匀。
本实施例中，所述岩棉制品中岩棉纤维直径为6.8μm。
实施例2
步骤四所述煤气化炉中的热熔渣成分及质量百分比包括：SiO2 41.48％、Al 2O314.31％、Fe2O3 10.81％、CaO 23.21％、MgO 3.31％、K2O 1.12％、Na2O1.06％和SO3 0.15％；
步骤一所述煤气化炉细渣成分及质量百分比包括：SiO2 41.48％、Al2O314.95％、Fe2O3 10.81％、CaO 23.35％、MgO 3.82％、K2O1.15％、Na2O 0.95％和SO3 0.52％；
步骤五中进行热处理的熔融调制细渣和熔融热熔渣混合物的成分及质量百分比包括：SiO2 39.4％、Al2O3 12.81％、Fe2O3 9.9％、CaO 23.05％和MgO4.73％、K2O 1.13％Na2O 1.47％和SO3 0.25％；
本实施例提供一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，包括以下步骤：
步骤一、提供干燥细渣，具体包括：利用煤气化炉中热熔渣的余热，将煤气化炉细渣进行干燥，得到干燥细渣；所述煤气化炉细渣的含水率为40wt％～65wt％，所述干燥细渣含水率≤5wt％；
步骤二、提供粉碎调制料，具体包括：将调制料粉碎至粒径≤1mm，得到粉碎调制料；所述调制料包括白云石和玻璃渣，所述白云石和玻璃渣的质量比为8:5；
步骤三、氧气环境中，将步骤一所述干燥细渣和步骤二所述粉碎调制料高温熔融，得到熔融调制细渣；所述干燥细渣质量与粉碎调制料质量比为110：13；所述高温熔融为在等离子高温炉中进行高温熔融，熔融温度为1480℃，时间为8min；
步骤四、提供熔融热熔渣，具体包括将煤气化炉中的热熔渣于1480℃的高温熔炉中熔融，得到熔融热熔渣；
步骤五、将步骤三所述熔融调制细渣和步骤四所述熔融热熔渣于均质炉中热处理，得到热处理后体系，向热处理后体系中加入微调料，得到混合料；所述熔融热熔渣的质量与熔融调制细渣质量比为3：1.1，所述微调料的质量为步骤一所述干燥细渣质量的0.5％，所述均质炉中热处理温度为1430℃，时间为40min，所述微调料包括氟化钠和氟化钾，所述氟化钠和氟化钾的质量比为1:1；所述混合料的酸度系数为1.88，粘度为1Pa.s～3Pa.s；
步骤六、氮气条件下搅拌步骤五所述混合料，成型，得到岩棉制品；所述成型包括成纤、集棉固化和冷却切割。
本实施例中，所述岩棉制品中岩棉纤维直径为6.5μm。
实施例3
步骤四所述煤气化炉中的热熔渣成分及质量百分比包括：SiO2 40.59％、Al2O316.06％、Fe2O3 11.01％、CaO 22.51％、MgO 1.52％、K2O 1.19％、Na2O1.07％和SO3 0.20％；
步骤一所述煤气化炉细渣成分及质量百分比包括：SiO2 41.47％、Al2O316.31％、Fe2O3 11.42％、CaO 23.35％、MgO 1.62％、K2O 1.12％、Na2O 0.90％和SO3 0.52％；
步骤五中进行热处理的熔融调制细渣和熔融热熔渣混合物的成分及质量百分比包括：SiO2 36.51％、Al2O3 13.48％、Fe2O3 9.35％、CaO 23.16％和MgO4.17％、K2O 1.17％、Na2O 1.28％和SO3 0.29％；
本实施例提供一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，包括以下步骤：
步骤一、提供干燥细渣，具体包括：利用煤气化炉中热熔渣的余热，将煤气化炉细渣进行干燥，得到干燥细渣；所述煤气化炉细渣的含水率为40wt％～65wt％，所述干燥细渣含水率≤5wt％；
步骤二、提供粉碎调制料，具体包括：将调制料粉碎至粒径≤1mm，得到粉碎调制料；所述调制料包括白云石和玻璃渣，所述白云石和玻璃渣的质量比为15:4；
步骤三、氧气环境中，将步骤一所述干燥细渣和步骤二所述粉碎调制料高温熔融，得到熔融调制细渣；所述干燥细渣质量与粉碎调制料质量比为120：19；所述高温熔融为在等离子高温炉中进行高温熔融，熔融温度为1420℃，时间为5min；
步骤四、提供熔融热熔渣，具体包括将煤气化炉中的热熔渣于1420℃的高温熔炉中熔融，得到熔融热熔渣；
步骤五、将步骤三所述熔融调制细渣和步骤四所述熔融热熔渣于均质炉中热处理，得到热处理后体系，向热处理后体系中加入微调料，得到混合料；所述熔融热熔渣的质量与熔融调制细渣质量比为3：1.2，所述微调料的质量为步骤一所述干燥细渣质量的0.2％，所述均质炉中热处理温度为1350℃，时间为30min，所述微调料包括硼酸和氟化钾，所述硼酸和氟化钾的质量比为0.5:1；所述混合料的酸度系数为1.83，粘度为1Pa.s～3Pa.s；
步骤六、氮气条件下搅拌步骤五所述混合料，成型，得到岩棉制品；所述成型包括成纤、集棉固化和冷却切割。
本实施例中，所述岩棉制品中岩棉纤维直径为6.3μm。
实施例4
步骤四所述煤气化炉中的热熔渣成分及质量百分比包括：SiO2 37％、Al2O316.03％、Fe2O3 14.90％、CaO 25.85％、MgO 1.80％、K2O 2.5％、Na2O 1.20％和SO3 0.18％；
步骤一所述煤气化炉细渣成分及质量百分比包括：SiO2 36％、Al2O3
15.04％、Fe2O3 13.42％、CaO 26.92％、MgO 2.43％、K2O 2.5％、Na2O 2.5％和SO30.23％；
步骤五中进行热处理的熔融调制细渣和熔融热熔渣混合物的成分及质量百分比包括：SiO2 38.26％、Al2O3 15.58％、Fe2O3 13.8％、CaO 24.23％和MgO2.39％，K2O 2.5％Na2O 1.61％和SO3 0.20％；
本实施例提供一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，包括以下步骤：
步骤一、提供干燥细渣，具体包括：利用煤气化炉中热熔渣的余热，将煤气化炉细渣进行干燥，得到干燥细渣；所述煤气化炉细渣的含水率为40wt％～65wt％，所述干燥细渣含水率≤5wt％；
步骤二、提供粉碎调制料，具体包括：将调制料粉碎至粒径≤1mm，得到粉碎调制料；所述调制料包括粉煤灰、玻璃渣和电解锰渣，所述粉煤灰、玻璃渣和电解锰渣的质量比为5:5:3；
步骤三、氧气环境中，将步骤一所述干燥细渣和步骤二所述粉碎调制料高温熔融，得到熔融调制细渣；所述干燥细渣质量与粉碎调制料质量比为140：13；所述高温熔融为在等离子高温炉中进行高温熔融，熔融温度为1520℃，时间为6min；
步骤四、提供熔融热熔渣，具体包括将煤气化炉中的热熔渣于1520℃的高温熔炉中熔融，得到熔融热熔渣；
步骤五、将步骤三所述熔融调制细渣和步骤四所述熔融热熔渣于均质炉中热处理，得到热处理后体系，向热处理后体系中加入微调料，得到混合料；所述熔融热熔渣的质量与熔融调制细渣质量比为3：1.4，所述微调料的质量为步骤一所述干燥细渣质量的1.5％，所述均质炉中热处理温度为1460℃，时间为50min，所述微调料为硼酸；所述混合料的酸度系数为2.0，粘度为1Pa.s～3Pa.s；
步骤六、氮气条件下搅拌步骤五所述混合料，成型，得到岩棉制品；所述成型包括成纤、集棉固化和冷却切割。
本实施例中，所述岩棉制品中岩棉纤维直径为6.8μm。
实施例5
步骤四所述煤气化炉中的热熔渣成分及质量百分比包括：SiO2 55％、Al2O39.31％、Fe2O3 4.28％、CaO 25.63％、MgO 1.30％、K2O 1.15％、Na2O 1.68％和SO3 0.24％；
步骤一所述煤气化炉细渣成分及质量百分比包括：SiO2 53.87％、Al2O39.40％、Fe2O3 6.65％、CaO 23.58％、MgO 1.86％、K2O1.75％、Na2O 1.38％和SO3 0.54％；
步骤五中进行热处理的熔融调制细渣和熔融热熔渣混合物的成分及质量百分比包括：SiO2 46.16％、Al2O3 9.26％、Fe2O3 4.31％、CaO 23.39％和MgO4.06％，K2O 2.45％Na2O 1.58％和SO3 0.34％；
本实施例提供一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，包括以下步骤：
步骤一、提供干燥细渣，具体包括：利用煤气化炉中热熔渣的余热，将煤气化炉细渣进行干燥，得到干燥细渣；所述煤气化炉细渣的含水率为40wt％～65wt％，所述干燥细渣含水率≤5wt％；
步骤二、提供粉碎调制料，具体包括：将调制料粉碎至粒径≤1mm，得到粉碎调制料；所述调制料包括粉煤灰、白云石、铁渣和电解锰渣，所述粉煤灰、白云石、铁渣和电解锰渣的质量比为10:15:3:2；
步骤三、氧气环境中，将步骤一所述干燥细渣和步骤二所述粉碎调制料高温熔融，得到熔融调制细渣；所述干燥细渣质量与粉碎调制料质量比为160：30；所述高温熔融为在等离子高温炉中进行高温熔融，熔融温度为1520℃，时间为7min；
步骤四、提供熔融热熔渣，具体包括将煤气化炉中的热熔渣于1520℃的高温熔炉中熔融，得到熔融热熔渣；
步骤五、将步骤三所述熔融调制细渣和步骤四所述熔融热熔渣于均质炉中热处理，得到热处理后体系，向热处理后体系中加入微调料，得到混合料；所述熔融热熔渣的质量与熔融调制细渣质量比为3：1.6，所述微调料的质量为步骤一所述干燥细渣质量的2％，所述均质炉中热处理温度为1460℃，时间为45min，所述微调料包括硼酸、氟化钠和氟化钾，所述硼酸、氟化钠和氟化钾的质量比为1:2:1；所述混合料的酸度系数为2.0，粘度为1Pa.s～3Pa.s；
步骤六、氮气条件下搅拌步骤五所述混合料，成型，得到岩棉制品；所述成型包括成纤、集棉固化和冷却切割。
本实施例中，所述岩棉制品中岩棉纤维直径为6.9μm。
实施例6
步骤四所述煤气化炉中的热熔渣成分及质量百分比包括：SiO2 51％、Al2O319.14％、Fe2O3 5.71％、CaO 19.37％、MgO 0.86％、K2O 0.00％、Na2O2.5％和SO3 0.25％；
步骤一所述煤气化炉细渣成分及质量百分比包括：SiO2 51.75％、Al2O318.56％、Fe2O3 5.76％、CaO 18.24％、MgO 1.86％、K2O 0.00％、Na2O 1.30％和SO3 0.54％；
步骤五中进行热处理的熔融调制细渣和熔融热熔渣混合物的成分及质量百分比包括：SiO2 41.95％、Al2O3 15.23％、Fe2O4.6％、CaO 19.78％和MgO4.26％、K2O 0.00％、Na2O 2.02％和SO3 0.37％；
本实施例提供一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，包括以下步骤：
步骤一、提供干燥细渣，具体包括：利用煤气化炉中热熔渣的余热，将煤气化炉细渣进行干燥，得到干燥细渣；所述煤气化炉细渣的含水率为40wt％～65wt％，所述干燥细渣含水率≤5wt％；
步骤二、提供粉碎调制料，具体包括：将调制料粉碎至粒径≤1mm，得到粉碎调制料；所述调制料包括白云石、铁渣和电解锰渣，所述白云石、铁渣和电解锰渣的质量比为20:2:3；
步骤三、氧气环境中，将步骤一所述干燥细渣和步骤二所述粉碎调制料高温熔融，得到熔融调制细渣；所述干燥细渣质量与粉碎调制料质量比为200：25；所述高温熔融为在等离子高温炉中进行高温熔融，熔融温度为1600℃，时间为10min；
步骤四、提供熔融热熔渣，具体包括将煤气化炉中的热熔渣于1600℃的高温熔炉中熔融，得到熔融热熔渣；
步骤五、将步骤三所述熔融调制细渣和步骤四所述熔融热熔渣于均质炉中热处理，得到热处理后体系，向热处理后体系中加入微调料，得到混合料；所述熔融热熔渣的质量与熔融调制细渣质量比为3：2，所述微调料的质量为步骤一所述干燥细渣质量的3％，所述均质炉中热处理温度为1500℃，时间为60min，所述微调料包括硼酸、氟化钠和氟化钾，所述硼酸、氟化钠和氟化钾的质量比为1:2:2；所述混合料的酸度系数为2.4，粘度为1Pa.s～3Pa.s；
步骤六、氮气条件下搅拌步骤五所述混合料，成型，得到岩棉制品；所述成型包括成纤、集棉固化和冷却切割。
本实施例中，所述岩棉制品中岩棉纤维直径为7μm。
实施例1～6所述调制料中，粉煤灰中主要氧化物的质量含量分别为:SiO2 40％～60％、Al2O3 20％～30％、Fe2O3 5％～10％、CaO 10％～15％、MgO 1％～1.5％、K2O和Na2O3％～4.5％；玻璃渣中主要氧化物的质量含量分别为：SiO2 55％～70％、Al2O3 1％～2.5％、Fe2O3 2％～7％、CaO 8％～10％、MgO 1.5％～4.5％、K2O和Na2O 13％～15％；铁渣中主要氧化物质量含量分别为：SiO2 20％～30％、Fe3O4 7％～8％、Fe2O3 3％～7％、CaO10％～12％、MgO 8％～10％、FeO 1％-3％；电解锰渣中主要各成分的质量含量分别为：SiO2 23％～32％、CaO 12％～17％、Al2O3 7％～10％、Fe2O3 5％～6％、MnO3％～5％、MgO2％～3％、Na2O 0.2％～0.8％、TiO2 0.5％～1.0％；白云石主要氧化物的质量含量：CaO30.4％、MgO 21.9％、CO2 47.5％。
热熔渣燃烧后的灰分包括以下重量百分比的成分：二氧化硅35％～55％，氧化铝9％～20％，三氧化二铁4％～15％，氧化钙18％～27％，氧化镁0.8％～4.0％，二氧化钛0.1％～1％，氧化钾0％～2.5％，氧化钠0％～2.5％，三氧化硫＜0.6％，剩余组分为微量元素，总和为100％。
煤气化炉细渣燃烧后的灰分包括以下重量百分比的成分：二氧化硅36％～54％，氧化铝9％～19％，三氧化二铁5.5％～13.5％，氧化钙17％～27％，氧化镁1.5％～6.5％，二氧化钛0.1％～1％，氧化钾0％～2.5％，氧化钠0％～2.5％，三氧化硫＜0.6％，剩余组分为微量元素，总和为100％。
对比例1
本对比例参照专利申请文件CN110627367A，具体包括：
步骤一、将原料研磨后，过30～50目筛，混合均匀后送入高温炉加热至1600℃处理30min，冷却至300℃以下，制备得到混合料，再一次于1600℃熔融，输入岩棉成型设备，然后经成纤单元、集棉固话单元、冷却切割单元、成品单元，输出岩棉制品；所述原料为80重量份煤制油废渣、20重量份煤气化渣、20重量份粉煤灰、5重量份玻璃渣和2重量份铁渣；其中，所述的煤制油废渣中成分及质量百分比为SiO2 38.3％、Al2O3 25.4％、Fe2O3 3.2％、CaO5.5％和MgO 2.6％；所述煤气化渣中成分及质量百分比为SiO2 32.1％、Al2O3 16.8％、Fe2O315.1％、CaO 18.1％、MgO 4.7％、Na2O 1.8％和TiO21.2％；所述混合料中主要成分及质量百分比为SiO2 39.48％、Al2O3 22.47％、Fe2O3 6.06％、CaO 8.66％和MgO 2.86％；所述混合料酸度系数Mk＝5.38。
无法形成连续长纤维，拉丝失败。
对比例2
本对比例与对比例1相同，其中不同之处在于，
所述原料为80重量份煤制油废渣、20重量份煤气化渣、30重量份粉煤灰、5重量份玻璃渣和2重量份铁渣；其中，所述的煤制油废渣中成分及质量百分比为SiO2 38.3％、Al2O325.4％、Fe2O3 3.2％、CaO 5.5％和MgO 2.6％；所述煤气化渣中成分及质量百分比为SiO232.1％、Al2O3 16.8％、Fe2O3
15.1％、CaO 18.1％、MgO 4.7％、Na2O 1.8％和TiO2 1.2％；所述混合料中主要成分及质量百分比为SiO2 40.1％、Al2O3 22.57％、Fe2O3 6.15％、CaO8.91％和MgO 2.75％；所述混合料酸度系数Mk＝5.37。
无法形成连续长纤维，拉丝失败。
表1实施例1～6以及对比例1～2结果对比
Figure BDA0004092825070000151
实施例1～6和对比例1～2的成品岩棉性能如表1所示，根据表1可见，采用本发明的方法可有效促进纤维形成，产品岩棉质量更高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、提供干燥细渣，具体包括：利用煤气化炉中热熔渣的余热，将煤气化炉细渣进行干燥，得到干燥细渣；
步骤二、提供粉碎调制料，具体包括：将调制料粉碎至粒径≤1mm，得到粉碎调制料；
步骤三、氧气环境中，将步骤一所述干燥细渣和步骤二所述粉碎调制料高温熔融，得到熔融调制细渣；
步骤四、提供熔融热熔渣，具体包括将煤气化炉中的热熔渣于1400℃～1600℃的高温熔炉中熔融，得到熔融热熔渣；
步骤五、将步骤三所述熔融调制细渣和步骤四所述熔融热熔渣于均质炉中热处理，得到热处理后体系，向热处理后体系中加入微调料，得到混合料；
步骤六、氮气条件下搅拌步骤五所述混合料，成型，得到岩棉制品；所述成型包括成纤、集棉固化和冷却切割。
2.根据权利要求1所述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤一中，所述煤气化炉细渣的含水率为40wt％～65wt％，所述干燥细渣含水率≤5wt％。
3.根据权利要求1所述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤二中，所述调制料包括粉煤灰0～10份，白云石0～20份、玻璃渣0～5份、铁渣0～3份和电解锰渣0～3份。
4.根据权利要求1所述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤三中，所述干燥细渣质量与粉碎调制料质量比为(100～200):(4～30)。
5.根据权利要求1所述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤三中，所述高温熔融为在等离子高温炉中进行高温熔融，熔融温度为1400℃～1600℃，时间为5min～10min。
6.根据权利要求1所述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤五中，所述熔融热熔渣的质量与熔融调制细渣质量比为3：(1～2)。
7.根据权利要求1所述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤五中，所述微调料的质量为步骤一所述干燥细渣质量的0.2％～3％。
8.根据权利要求1所述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤五中，所述均质炉中热处理温度为1350℃～1500℃，时间为30min～60min。
9.根据权利要求1所述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤五中，所述微调料包括0～2份硼酸、0～2份氟化钠和0～2份氟化钾。
10.根据权利要求1所述的一种煤气化渣极尽利用制备岩棉的方法，其特征在于，步骤五中，所述混合料的酸度系数为1.83～2.4，粘度为1Pa.s～3Pa.s。
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