CN104370455B - 用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法，以熔态高炉矿渣为原料，以矿山尾矿为调质剂，采用两级电炉加热，并在炉底设置氮气喷吹***，经精细均化调质后的熔浆被离心机甩成3～5微米的矿棉细丝，经集棉机收集后得到矿棉产品。用于实现该方法的装置包括依次连接的电炉一、电炉二、离心机和集棉机。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)有效地利用了熔态高炉矿渣的潜在热能；2)避免了冲天炉能耗大，高污染的缺点；3)调质剂选用矿山尾矿，不仅降低了运营成本，避免资源浪费，有效解决了矿山尾矿的处理难题；4)增强调质效果，熔体调质更均匀；5)调质后酸度***在1.0～2.2之间，可生产建筑用外墙外保温矿棉产品。

Description

用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法及装置
技术领域
本发明涉及冶金矿渣利用及矿棉生产技术领域，尤其涉及一种用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法及装置。
背景技术
矿渣棉是以工业矿渣为主要原料，并添以其他材料经过重熔、纤维化而制成的无机质纤维，可制成板、管、毡等各种制品，具有绝热、保温、防火、防腐、耐潮湿、吸声、抗震等多项功能，广泛用于建筑、工业装备和交通工具等领域，如建筑外墙保温、内墙防火隔音、工业窑炉和管道保温、船舶隔热等。
现有的矿棉生产工艺大多以慢冷成块状的高炉矿渣为主要原料，并配以一定量的石英岩或其他岩石来调整酸度系数，通过冲天炉重熔、纤维化后制成无机质纤维。
使用冲天炉制造矿渣棉的工艺有以下几点弊端：(1)消耗大量焦炭、煤、油等资源转化为热能，且每生产一吨矿棉需消耗焦炭0.6吨，相当于0.7吨标准煤，将产生CO2近1吨，因此对环境造成了极大的污染。(2)由于现有的工艺技术所用原料为慢冷成块后的高炉重矿渣，因此需要将高炉排出的熔态高炉渣经缓冷成块后再送入冲天炉重熔，因此浪费了熔态高炉渣的大量显热，同时也加大的生产成本。(3)生产产品质量差，易粉化，只适合工业保温用，无法满足建筑上对外墙外保温矿棉的要求。
近年来，出现了采用电极加热生产矿渣棉的方法，如申请号为201210317917.5(申请日为2012年8月31日)的中国专利，公开了一种“满足短流程生产矿棉的电磁感应矿渣熔炉及其生产方法”，其加热设备上设有一套电极升降及回转搅拌装置；申请号为201210085131.5(申请日为2012年3月27日)的中国专利公开了“一种矿渣棉加工方法”。以上工艺采用石英石、砂岩作为调质剂，增加了对玄武岩和石英岩的开采量，而且均采用一次电炉加热同时进行均化调质。
发明内容
本发明提供了一种用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法及装置，采用两级电炉加热，并在炉底设置氮气喷吹***，均化调质效果好，同时实现了矿山尾矿的再利用，有效节约资源，降低了生产成本。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法，以熔态高炉矿渣为原料，以矿山尾矿为调质剂，包括如下步骤：
1)熔态高炉矿渣用保温渣罐从高炉运至矿棉生产线，分批倒入5t小渣罐中，再将小渣罐中的熔态高炉矿渣倾倒至电炉一中，同时将矿山尾矿加入电炉一中；
2)在电炉一中，熔池温度控制在1200℃～1600℃之间，通过底部喷吹氮气进行均化调质，氮气流量50～60Nm3/h，经过均化调质后的熔浆从电炉一出渣口沿渣沟自流入电炉二中，在电炉二中，熔池温度控制在1400℃～1500℃之间，通过底部喷吹氮气进行精细均化调质，氮气流量40～50Nm3/h；
3)精细均化调质后的熔浆从电炉二出渣口中流出，在流出的过程中被离心机甩成3～5微米的矿棉细丝，经集棉机收集后得到矿棉产品。
所述熔态高炉矿渣加入重量百分比为55％-90％，矿山尾矿加入重量百分比为10％-45％。
所述矿山尾矿为铁矿石反浮选后标准筛60目筛下物。
所述电炉一和电炉二的加热方式为电极加热。
用于实现用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法的装置，包括依次连接的电炉一、电炉二、离心机和集棉机，所述电炉一和电炉二底部均设有氮气喷吹口。
所述离心机为四辊离心机。
所述集棉机为鼓式集棉机。
所述电炉一上部设调质剂入料口，下部设出渣口通过渣沟连接电炉二的进料口；电炉二下部设有出渣口通过渣沟连接离心机，离心机与集棉机之间通过风管连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)用熔态高炉矿渣为原料，有效地利用了熔态高炉矿渣的潜在热能，降低了生产能耗；
2)采用电炉加热方式，避免了冲天炉能耗大，高污染的缺点，同时使得原料中的铁氧化物保留在渣中不被还原，保证了熔池的稳定性；
3)调质剂选用矿山尾矿，一方面降低了对玄武岩和石英岩等的购买和开采，不仅降低了运营成本，避免资源浪费，另一方面，有效解决了矿山尾矿的处理难题，使得矿山冶金固体废弃物得到再利用；由于矿山尾矿粒度较细，在熔池中传质效果优于白云石、石英岩、石英砂等块状物料，调质时熔体均匀性较好；
4)采用两级电炉加热，且炉体底部设氮气喷吹搅拌，增强调质效果，使得熔体调质更均匀；
5)有效避免了高炉渣酸度系数低的缺点，调质后酸度***在1.0～2.2之间，不仅可以生产工业用矿棉产品，同时也可生产出符合国家标准的建筑用外墙外保温矿棉产品，提高了产品的附加值。
附图说明
图1是本发明的工艺流程简图。
图中：1.保温渣罐 2.小渣罐 3.电炉一 4.调质剂入料口 5.电炉一出渣口 6.电炉一氮气喷吹口 7.电炉二 8.电炉二出渣口 9.电炉二氮气喷吹口 10.离心机 11.集棉机
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1，是本发明的工艺流程简图，本发明用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法，以熔态高炉矿渣为原料，以矿山尾矿为调质剂，包括如下步骤：
1)熔态高炉矿渣用保温渣罐1从高炉运至矿棉生产线，分批倒入5t小渣罐2中，再将小渣罐2中的熔态高炉矿渣倾倒至电炉一3中，同时将矿山尾矿加入电炉一3中；
2)在电炉一3中，熔池温度控制在1200℃～1600℃之间，通过底部喷吹氮气进行均化调质，氮气流量50～60Nm3/h，经过均化调质后的熔浆从电炉一出渣口5沿渣沟自流入电炉二7中，在电炉二7中，熔池温度控制在1400℃～1500℃之间，通过底部喷吹氮气进行精细均化调质，氮气流量40～50Nm3/h；
3)精细均化调质后的熔浆从电炉二出渣口8中流出，在流出的过程中被离心机10甩成3～5微米的矿棉细丝，经集棉机11收集后得到矿棉产品。
所述熔态高炉矿渣加入重量百分比为55％-90％，矿山尾矿加入重量百分比为10％-45％。
所述矿山尾矿为铁矿石反浮选后标准筛60目筛下物。
所述电炉一3和电炉二7的加热方式为电极加热。
用于实现用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法的装置，包括依次连接的电炉一3、电炉二7、离心机10和集棉机11，所述电炉一3和电炉二7底部均设有氮气喷吹口6/9。
所述离心机10为四辊离心机。
所述集棉机11为鼓式集棉机。
所述电炉一3上部设调质剂入料口4，下部设出渣口5通过渣沟连接电炉二7的进料口；电炉二7下部设有出渣口8通过渣沟连接离心机10，离心机10与集棉机11之间通过风管连接。
从保温渣罐1运至矿棉生产线的熔态高炉矿渣通过5t小渣罐2倒运，可以减小对电炉一3炉内的冲击，保证生产过程平稳进行，有利于延长电炉使用寿命。
矿山尾矿为铁矿石反浮选后标准筛60目筛下物，其粒度较细，在熔池中传质效果优于白云石、石英岩、石英砂等块状物料，调质时熔体均匀性较好。
电炉一3和电炉二7的加热方式为电极加热，熔体间的调质过程中，一方面通过电极间产生的电弧和涡流起到搅拌作用，另一方面氮气喷吹***在调质的同时起到搅拌作用，这样便使得熔体调质更均匀。
在电炉一3中完成添加熔态高炉矿渣和矿山尾矿，并且进行初步调质的过程，在电炉二7中，除进一步进行精细均化调质外，因为溶池液面相对平缓，有利于料流稳定流出，经精细均化调质后的熔浆以细流股经电炉二出渣口8流出，具体流量以生产矿棉的类型和产量而定，熔浆在流出的过程中被离心机10的飞轮以接力的方式甩成3～5微米的细丝，最后经集棉机11收集后得到矿棉原料。

Claims (6)

1.用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法，以熔态高炉矿渣为原料，以矿山尾矿为调质剂，其特征在于，包括如下步骤：
1)熔态高炉矿渣用保温渣罐从高炉运至矿棉生产线，分批倒入5t小渣罐中，再将小渣罐中的熔态高炉矿渣倾倒至电炉一中，同时将矿山尾矿加入电炉一中；矿山尾矿为铁矿石反浮选后标准筛60目筛下物，熔态高炉矿渣加入重量百分比为55％-90％，矿山尾矿加入重量百分比为10％-45％；
2)在电炉一中，熔池温度控制在1200℃～1600℃之间，通过底部喷吹氮气进行均化调质，氮气流量50～60Nm3/h，经过均化调质后的熔浆从电炉一出渣口沿渣沟自流入电炉二中，在电炉二中，熔池温度控制在1400℃～1500℃之间，通过底部喷吹氮气进行精细均化调质，氮气流量40～50Nm3/h；
3)精细均化调质后的熔浆从电炉二出渣口中流出，在流出的过程中被离心机甩成3～5微米的矿棉细丝，经集棉机收集后得到矿棉产品。
2.根据权利要求1所述的用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法，其特征在于，所述电炉一和电炉二的加热方式为电极加热。
3.用于实现权利要求1所述用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的方法的装置，其特征在于，包括依次连接的电炉一、电炉二、离心机和集棉机，所述电炉一和电炉二底部均设有氮气喷吹口。
4.根据权利要求3所述用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的装置，其特征在于，所述离心机为四辊离心机。
5.根据权利要求3所述用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的装置，其特征在于，所述集棉机为鼓式集棉机。
6.根据权利要求3所述用熔态高炉矿渣配以矿山尾矿生产矿棉的装置，其特征在于，所述电炉一上部设调质剂入料口，下部设出渣口通过渣沟连接电炉二的进料口；电炉二下部设有出渣口通过渣沟连接离心机，离心机与集棉机之间通过风管连接。
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