CN110282877A - 利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉及其制备方法 - Google Patents

利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于保温棉生产技术领域，具体涉及一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，包括质量比为1：0.1‑0.3：0.01‑0.02的炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料；其制备方法为：1）将炼铁热渣引入电熔融调质炉中，然后加入垃圾焚烧飞灰和辅料，高温熔融混合；2）熔体经离心喷吹、摆锤铺棉得到棉板，棉板再经固化、重整得到所述保温棉。本发明利用炼铁热渣中蕴含的热能制备保温棉，能够实现炼铁热渣余能的高效利用；还可以利用高温处理将垃圾焚烧飞灰中的二恶英予以分解，分离部分重金属氯化物并富集于二次飞灰中，留于熔体中的少量重金属元素与其他物质形成硅酸盐类共融物，实现稳定化；垃圾焚烧飞灰中的钙、硅、氧、铝等元素还可以再用于保温棉制备。

Description

利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉及其制备方法
技术领域
本发明属于保温棉生产技术领域，具体涉及一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉及其制备方法。
背景技术
炼铁热渣是指高炉炼铁或铁合金工艺过程中产生的热态熔渣，主要为硅、钙、铝、镁、锰、镍的氧化物，占总体含量的约85%以上，除此之外还含有少量的铁、碳、磷、硫。我国炼铁热渣产量较大，但是目前其处理大多采用水淬法，不仅无法利用热态熔渣的显热，而且会造成水资源的大量浪费，此外，堆渣对大气、水和土壤也造成了严重的污染，恶化工作环境。
垃圾焚烧飞灰是将生活垃圾通过焚烧工艺处理过程中，烟气净化***的捕集物、烟道及烟囱底部沉降的底灰，其主要元素为Cl、Ca、O、Si、Al、C、Na、K等，由于其中还含有一定的重金属元素与二恶英，其被定义为危险废物，直接排放会对环境造成污染。
因此有必要设计一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，以克服上述问题。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉及其制备方法，利用炼铁热渣中的显热协同处理垃圾焚烧飞灰，利用炼铁热渣及垃圾焚烧飞灰的物质元素协同制备保温棉，在实现工业固废资源化的同时实现危险废物的无害化与资源化。
为实现上述目的，本发明的技术方案为一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，包括质量比为1：0.1-0.3：0.01-0.02的炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料。
进一步地，所述辅料包括质量比为1：5-10的氧化钠和二氧化硅。
本发明还提供上述利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉的制备方法，包括如下步骤：
1）将炼铁热渣引入电熔融调质炉中，然后加入垃圾焚烧飞灰和辅料，高温熔融混合；
2）熔体经离心喷吹、摆锤铺棉得到棉板，棉板再经固化、重整得到所述保温棉。
进一步地，所述炼铁热渣的出炉温度为1450-1500℃。
进一步地，步骤1）中，炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料在1400-1500℃下熔融混合。
作为一种实施方式，步骤1）中，垃圾焚烧飞灰和辅料均以固态形式加入到电熔融调质炉中。
作为第二种实施方式，步骤1）中，先将垃圾焚烧飞灰和辅料混合并在1150-1250℃下熔融，再加入到电熔融调质炉中。
作为第二种实施方式，步骤1）中，先将垃圾焚烧飞灰和辅料混合并在300-1000℃下预热，再加入到电熔融调质炉中。
进一步地，电熔融调质炉内产生的烟气排入烟气净化***进行处理，达标后排放。
更进一步地，烟气净化***捕集的二次飞灰通过出口予以收集，收集的二次飞灰再次加入电熔融调质炉或以粗盐形式收集储存。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明利用炼铁热渣中蕴含的热能通过相应工艺制备保温棉，能够实现炼铁热渣余能的高效利用；
（2）本发明将垃圾焚烧飞灰加入到炼铁热渣中制备保温棉，利用高温处理将垃圾焚烧飞灰中的二恶英予以分解，分离部分重金属氯化物并富集于二次飞灰中；垃圾焚烧飞灰残留于熔体中的少量重金属元素与其他物质形成硅酸盐类共融物，通过离心喷吹工艺将重金属元素锁定于Si、Al、O的四配位结构体系中，实现稳定化；垃圾焚烧飞灰中的钙、硅、氧、铝等元素还可以再用于保温棉制备；实现垃圾焚烧飞灰的无害化与资源化利用；
（3）本发明中的二次飞灰主要以金属氯化物为主，可以作为粗盐应用于化工、制药等行业，也可以再次加入到炼铁热渣中制备保温棉；
（4）本发明采用炼铁热渣协同垃圾焚烧飞灰制备保温棉为钢铁工业与市政环保协同发展提供了一条具有环保价值于经济价值的技术路线。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例提供一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，包括质量比为1：0.2：0.03的炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料。
其中，辅料包括质量比为1：5的氧化钠和二氧化硅。
上述保温棉的制备方法：
1）将温度为1500℃炼铁热渣引入电熔融调质炉中，然后将垃圾焚烧飞灰和辅料以固态形式加入到电熔融调质炉中，在1450℃下熔融混合；
2）熔体经离心喷吹、摆锤铺棉得到棉板，棉板再经固化、重整切割得到所述保温棉。
实施例2
本发明实施例提供一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，包括质量比为1：0.2：0.03的炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料。
其中，辅料包括质量比为1：5的氧化钠和二氧化硅。
上述保温棉的制备方法：
1）将温度为1500℃炼铁热渣引入电熔融调质炉中，然后将垃圾焚烧飞灰和辅料混合均匀并在1200℃下熔融，再将垃圾焚烧飞灰和辅料的熔融混合料加入到电熔融调质炉中，在1450℃下熔融混合；
2）熔体经离心喷吹、摆锤铺棉得到棉板，棉板再经固化、重整得到所述保温棉。
实施例3
本发明实施例提供一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，包括质量比为1：0.2：0.03的炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料。
其中，辅料包括质量比为1：5的氧化钠和二氧化硅。
上述保温棉的制备方法：
1）将温度为1500℃炼铁热渣引入电熔融调质炉中，然后将垃圾焚烧飞灰和辅料混合均匀并在800℃下预热，再将预热后的垃圾焚烧飞灰和辅料的预热混合料加入到电熔融调质炉中，在1450℃下熔融混合；
2）熔体经离心喷吹、摆锤铺棉得到棉板，棉板再经固化、重整得到所述保温棉。
实施例4
本发明实施例提供一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，包括质量比为1：0.15：0.03的炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料。
其中，辅料包括质量比为1：5的氧化钠和二氧化硅。
上述保温棉的制备方法：
1）将温度为1450℃炼铁热渣引入电熔融调质炉中，然后将垃圾焚烧飞灰和辅料以固态形式加入到电熔融调质炉中，在1400℃下熔融混合；
2）熔体经离心喷吹、摆锤铺棉得到棉板，棉板再经固化、重整得到所述保温棉。
实施例5
本发明实施例提供一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，包括质量比为1：0.3：0.45的炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料。
其中，辅料包括质量比为1：5的氧化钠和二氧化硅。
上述保温棉的制备方法：
1）将温度为1500℃炼铁热渣引入电熔融调质炉中，然后将垃圾焚烧飞灰和辅料以固态形式加入到电熔融调质炉中，在1500℃下熔融混合；
2）熔体经离心喷吹、摆锤铺棉得到棉板，棉板再经固化、重整得到所述保温棉。
实施例6
本发明实施例提供一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，包括质量比为1：0.1：0.01的炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料。
其中，辅料包括质量比为1：10的氧化钠和二氧化硅。
上述保温棉的制备方法：
1）将温度为1500℃炼铁热渣引入电熔融调质炉中，然后将垃圾焚烧飞灰和辅料混合均匀并在1150℃下熔融，再将垃圾焚烧飞灰和辅料的熔融混合料加入到电熔融调质炉中，在1450℃下熔融混合；
2）熔体经离心喷吹、摆锤铺棉得到棉板，棉板再经固化、重整得到所述保温棉。
实施例7
本发明实施例提供一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，包括质量比为1：0.2：0.04的炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料。
其中，辅料包括质量比为1：10的氧化钠和二氧化硅。
上述保温棉的制备方法：
1）将温度为1500℃炼铁热渣引入电熔融调质炉中，然后将垃圾焚烧飞灰和辅料混合均匀并在1250℃下熔融，再将垃圾焚烧飞灰和辅料的熔融混合料加入到电熔融调质炉中，在1450℃下熔融混合；
2）熔体经离心喷吹、摆锤铺棉得到棉板，棉板再经固化、重整得到所述保温棉。
实施例8
本发明实施例提供一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，包括质量比为1：0.2：0.03的炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料。
其中，辅料包括质量比为1：5的氧化钠和二氧化硅。
上述保温棉的制备方法：
1）将温度为1500℃炼铁热渣引入电熔融调质炉中，然后将垃圾焚烧飞灰和辅料混合均匀并在1000℃下预热，再将预热后的垃圾焚烧飞灰和辅料的预热混合料加入到电熔融调质炉中，在1450℃下熔融混合；
2）熔体经离心喷吹、摆锤铺棉得到棉板，棉板再经固化、重整得到所述保温棉。
实施例9
本发明实施例提供一种利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，包括质量比为1：0.15：0.225的炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料。
其中，辅料包括质量比为1：10的氧化钠和二氧化硅。
上述保温棉的制备方法：
1）将温度为1500℃炼铁热渣引入电熔融调质炉中，然后将垃圾焚烧飞灰和辅料混合均匀并在500℃下预热，再将预热后的垃圾焚烧飞灰和辅料的预热混合料加入到电熔融调质炉中，在1450℃下熔融混合；
2）熔体经离心喷吹、摆锤铺棉得到棉板，棉板再经固化、重整得到所述保温棉。
本发明实施例1-实施例9中，垃圾焚烧飞灰通过飞灰给料***给入电熔融调质炉中；电熔融调质炉内产生的烟气排入烟气净化***，经脱硫、脱硝、除尘装置进行处理，达标后排放；烟气净化***捕集的二次飞灰通过出口予以收集，根据收集的二次飞灰的性质决定是混入飞灰给料***中再次加入电熔融调质炉制备保温棉或以粗盐形式收集储存。
本发明中垃圾焚烧飞灰通过固相或液相方式加入炼铁热渣制备保温棉，实现垃圾焚烧飞灰的无害化和资源化利用；垃圾焚烧飞灰的状态可以是粉末状、成型颗粒状、成型块状或球状，也可以是处于熔融液相状态，亦可以是将垃圾焚烧飞灰和辅料预热至一定的温度再加入到电熔融调质炉中。垃圾焚烧飞灰和辅料均以固态形式加入到电熔融调质炉中，这种方式的优点是成本最低、处理工艺简单，缺点是混料在电熔融调质炉中熔融均化时间长，且协同量大的情况下会产生搅拌不匀。垃圾焚烧飞灰和辅料混合熔融后再加入到电熔融调质炉中，这种方式的优点是加入量大时物料混合充分快速、均匀性好，缺点是成本较高、工艺***较复杂。垃圾焚烧飞灰和辅料混合均匀预热后再加入到电熔融调质炉中，这种方式的优点是无需达到全熔融液相，成本较全熔融低，且两者混合均匀性好。
本发明采用炼铁热渣协同垃圾焚烧飞灰制备保温棉，一方面利用炼铁热渣制备保温棉技术的高温工艺对垃圾焚烧飞灰进行高温处理，另一方面将垃圾焚烧飞灰中有助于制棉调质工艺的元素予以再利用，实现垃圾焚烧飞灰的无害化、资源化利用；且制备的保温棉的导热系数在0.025-0.035W/(m·k)之间，符合矿棉相关的产品质量标准GB/T11835。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，其特征在于，包括质量比为1：0.1-0.3：0.01-0.02的炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料。
2.如权利要求1所述的利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉，其特征在于：所述辅料包括质量比为1：5-10的氧化钠和二氧化硅。
3.如权利要求1-2任一项所述的利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将炼铁热渣引入电熔融调质炉中，然后加入垃圾焚烧飞灰和辅料，高温熔融混合；
2）熔体经离心喷吹、摆锤铺棉得到棉板，棉板再经固化、重整得到所述保温棉。
4.如权利要求3所述的利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉的制备方法，其特征在于：所述炼铁热渣的出炉温度为1450-1500℃。
5.如权利要求3所述的利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉的制备方法，其特征在于：步骤1）中，炼铁热渣、垃圾焚烧飞灰和辅料在1400-1500℃下熔融混合。
6.如权利要求3所述的利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉的制备方法，其特征在于：步骤1）中，垃圾焚烧飞灰和辅料均以固态形式加入到电熔融调质炉中。
7.如权利要求3所述的利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉的制备方法，其特征在于：步骤1）中，先将垃圾焚烧飞灰和辅料混合并在1150-1250℃下熔融，再加入到电熔融调质炉中。
8.如权利要求3所述的利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉的制备方法，其特征在于：步骤1）中，先将垃圾焚烧飞灰和辅料混合并在300-1000℃下预热，再加入到电熔融调质炉中。
9.如权利要求3所述的利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉的制备方法，其特征在于：电熔融调质炉内产生的烟气排入烟气净化***进行处理，达标后排放。
10.如权利要求9所述的利用炼铁热渣与垃圾焚烧飞灰制成的保温棉的制备方法，其特征在于：烟气净化***捕集的二次飞灰通过出口予以收集，收集的二次飞灰再次加入电熔融调质炉或以粗盐形式收集储存。
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