颗粒状炉渣产品及其制备方法技术

一种由熔融炉渣组合物制备固体炉渣颗粒的方法，所述方法包括：(a)提供所述熔融炉渣组合物；(b)在分散设备中将所述熔融炉渣组合物转化为固体炉渣粒料；以及(c)在分离器中根据形状对所述固体炉渣粒料进行分选，以制备具有不同球度的多个部分。颗粒状炉渣产品包括一种或多种由所述方法生产的固体炉渣粒料的部分，包括支撑剂、屋顶铺设粒料、催化剂载体，可以是多孔或非多孔性的，并且是涂覆或未涂覆的。

Granulated slag product and process for producing the same

A method for preparation of solid slag particles from molten slag composition system, the method includes: (a) providing the molten slag composition; (b) in the dispersion equipment of molten slag composition into solid slag aggregate; and (c) in the separator shape separating the solid slag aggregate according to the to prepare, with many different parts of a ball. Granular slag products include one or more produced by the method of solid slag pellets, including proppant, roofing granules, catalyst carrier, can be porous or non porous, and is coated or uncoated.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】颗粒状炉渣产品及其制备方法相关申请的交叉引用本申请要求2014年6月3日提交的美国临时专利申请第62/007,180号的优先权和权益，通过引用将该申请的内容纳入本文。
本公开涉及包括支撑剂、屋顶铺设粒料和催化剂载体的颗粒状炉渣产品及其制备方法。背景炉渣是冶金炉中进行金属生产工艺的副产物。虽然产生的炉渣的组成和量很大程度上取决于具体的工艺，炉渣通常包括金属氧化物与二氧化硅的混合物，产生的炉渣的量为所述工艺产生的金属量的大约10％至数倍。在金属生产过程中，炉渣以熔融形式存在于冶金炉中。炉渣的温度取决于所述工艺，但可以是约1500-1600℃量级。熔融炉渣周期性地从炉中排出(tapped)，通常使其进行空气冷却和凝固，热量流失至环境。凝固的炉渣可以加工为一系列市售商品，如混凝土掺混物或纤维绝缘材料，但大量炉渣继续被丢弃为废物。近来对使用颗粒状炉渣作为油气生产中的支撑剂或作为屋顶铺设粒料产生兴趣。但是，运输、研磨和/或再熔融凝固的炉渣用于这种材料的生产涉及的费用使这些应用经济上不具吸引力。此外，用来将炉渣转化为产品如支撑剂或屋顶铺设粒料的方法整体上不令人满意，并且使这些材料不能满足一种或多种产品需求。例如，需要支撑剂具有特定的强度、尺寸、性质和组成性质。很难制备具有支撑剂所需的所有性质的炉渣颗粒，同时保持使用炉渣而不是其他原材料的经济利益。仍存在对将炉渣转化为商业可行的粒料产品的简单的经济上可行的方法以及对通过该方法制备的粒料产品如支撑剂和屋顶铺设粒料的需求。专利技术概述在一个实施方式中，提供一种用于从熔融炉渣组合物制备固体炉渣粒料的方法。所述方法包括：(a)提供所述熔融炉渣组合物；(b)在分散设备中将所述熔融炉渣组合物转化为固体炉渣粒料；以及(c)在分离器中根据形状对所述固体炉渣粒料进行分选，以制备具有不同球度的多个部分(fraction)。在另一个实施方式中，提供一种颗粒状炉渣产品，所述颗粒状炉渣产品包括由本文所述方法制备的固体炉渣粒料的一个或多个部分。所述颗粒状炉渣产品可包括支撑剂、屋顶铺设粒料、催化剂载体，可以是多孔或非多孔的，并且可以是涂覆或未涂覆的。在另一个实施方式中，所述分散设备包括雾化设备，所述将熔融炉渣组合物转化为固体炉渣粒料的步骤包括通过在所述分散设备中将所述熔融炉渣组合物与气体物流接触来雾化所述熔融炉渣组合物。在一些实施方式中，所述气体物流包括空气。在另一个实施方式中，所述雾化设备包括送风机，所述雾化熔融炉渣组合物包括使用所述送风机将所述气体物流吹入所述分散设备中所述熔融炉渣组合物的下降物流，从而将所述熔融炉渣组合物的下降物流分离成液滴，所述液滴凝固以形成所述固体炉渣粒料。在一些实施方式中，所述送风机适于产生小于约80英寸水压的最大总压力。在另一个实施方式中，所述固体炉渣粒料是非多孔性的。在另一个实施方式中，通过所述分选产生的所述部分中的至少一种由平均球度大于0.6的固体炉渣粒料组成。在一些实施方式中，所述固体炉渣粒料的平均球度和/或圆度为0.7至约0.9。在另一个实施方式中，通过所述分选产生的所述部分中的至少一种由平均球度小于0.6的固体炉渣粒料组成，所述固体炉渣粒料可包括伸长的粒料。所述伸长的粒料可包括哑铃-形状的粒料和/或断裂的哑铃-形状粒料。在另一个实施方式中，所述雾化设备还包括冲击板，至少一些固体炉渣粒料通过将液滴撞击所述冲击板制备，其中通过将液滴撞击所述冲击板制备的所述固体炉渣粒料的平均球度小于约0.6。在另一个实施方式中，所述方法还包括通过密度对所述固体炉渣粒料进行分选的步骤。在另一个实施方式中，所述方法还包括在分散设备中将熔融炉渣组合物转化为固体炉渣粒料的步骤之前和/或同时将熔融炉渣组合物与密度降低添加剂混合的步骤。根据本实施方式制备的固体炉渣粒料可以具有内部空穴。在一些实施方式中，将熔融炉渣组合物与密度降低添加剂混合的步骤包括将所述密度降低添加剂注入所述熔融炉渣组合物中。所述密度降低添加剂可选自下组：液态水、蒸汽、炭、碳酸金属盐及其任意两种或更多种的混合物。在一些实施方式中，将熔融炉渣组合物与密度降低添加剂混合的步骤包括在将熔融炉渣组合物转化为固体炉渣粒料之前通过向所述熔融炉渣组合物中注入水和/或蒸汽来使所述熔融炉渣组合物膨胀。在另一个实施方式中，所述方法还包括在涂覆设备中对至少一些所述固体炉渣粒料进行涂覆的步骤。在一些实施方式中，所述涂覆步骤包括用涂料组合物涂覆所述固体炉渣粒料，所述涂料组合物选自树脂组合物和陶瓷组合物。在通过所述分选制备的部分中的至少一种由平均球度大于0.6的固体炉渣组成，并且所述涂料组合物包括树脂组合物的一些实施方式中，所述涂覆步骤可以在通过形状对所述固体炉渣颗粒进行分选的步骤之后进行。在所述涂覆步骤包括将树脂组合物与所述固体炉渣粒料合并的一些实施方式中，对所述固体炉渣粒料加热至足以熔化所述树脂组合物的温度，所述方法还包括用所述树脂组合物对所述固体炉渣粒料进行滚转(tumbling)，以制备聚合物涂覆的炉渣粒料。在所述涂覆步骤包括将树脂组合物与固体炉渣粒料合并的一些实施方式中，所述方法还可包括在所述涂覆步骤过程中或所述涂覆步骤之后对所述树脂组合物进行固化。所述固化步骤包括用交联活化剂对所述树脂组合物进行交联，其中所述交联活化剂包含在所述树脂组合物中。在通过所述分选制备的至少一个部分由平均球度大于0.6的所述固体炉渣粒料组成并且通过所述分选制备的至少一个部分由平均球度小于0.6的所述固体炉渣粒料组成的实施方式中，平均球度大于0.6的固体炉渣粒料与平均球度小于0.6的固体炉渣粒料之比可以通过调节以下一个或多个参数进行控制：(a)所述熔融炉渣组合物的温度；以及(b)气体物流和所述熔融炉渣组合物的下降物流之间的角度，其中所述分散设备包括雾化设备。在另一个实施方式中，所述熔融炉渣组合物包括游离铁，并且在所述熔融炉渣组合物的雾化过程中金属铁基本上完全被氧化，因此，所述固体炉渣粒料基本上是非磁性的。在另一个实施方式中，所述方法还包括以下步骤：(i)在冶金炉中提供所述熔融炉渣组合物；(ii)从所述冶金炉中回收所述熔融炉渣组合物；(iii)将所述熔融炉渣组合物保持在足够高的温度以防止其凝固的同时，将所述熔融炉渣组合物运送至所述分散设备。在一些实施方式中，在将所述熔融炉渣组合物从炉中回收之后直至其转化为所述固体炉渣粒料，所述熔融炉渣组合物的冶金组成保持恒定。在另一个实施方式中，通过形状分离所述粒料的装置包括螺旋分离器。在另一个实施方式中，所述熔融炉渣组合物基本上不含石灰。在另一个实施方式中，所述熔融炉渣组合物是有色金属类炉渣。在另一个实施方式中，提供一种颗粒状炉渣产品，所述颗粒状炉渣产品包括由本文所述方法制备的固体炉渣粒料的一个或多个部分，所述方法可包括熔融炉渣组合物的气体雾化。所述颗粒状炉渣产品可包括屋顶铺设粒料，非多孔支撑剂，多孔颗粒状炉渣产品，催化剂载体和/或涂覆的支撑剂。所述颗粒状炉渣产品可包括平均球度大于0.6的固体炉渣粒料；被任选地固化或部分固化的树脂组合物涂覆的固体炉渣粒料；和/或平均球度小于0.6的固体炉渣粒料。附图的简要说明现将参照附图仅以示例的方式描述本专利技术，附图中：图1是本文所述的方法的一个实施方式的示意图；图2A-2D是通过本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由熔融炉渣组合物制备固体炉渣粒料的方法，所述方法包括：(a)提高所述熔融炉渣组合物；(b)在分散设备中将所述熔融炉渣组合物转化为固体炉渣粒料；以及(c)在分离器中根据形状对所述固体炉渣粒料进行分选，以产生多种具有不同球度的部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.03 US 62/007,1801.一种由熔融炉渣组合物制备固体炉渣粒料的方法，所述方法包括：(a)提高所述熔融炉渣组合物；(b)在分散设备中将所述熔融炉渣组合物转化为固体炉渣粒料；以及(c)在分离器中根据形状对所述固体炉渣粒料进行分选，以产生多种具有不同球度的部分。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述分散设备包括雾化设备，所述将熔融炉渣组合物转化为固体炉渣粒料的步骤包括通过在所述分散设备中将所述熔融炉渣组合物与气体物流接触来雾化所述熔融炉渣组合物。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述雾化设备包括送风机，所述雾化熔融炉渣组合物包括使用所述送风机将所述气体物流吹入所述分散设备中所述熔融炉渣组合物的下降物流，从而将所述熔融炉渣组合物的下降物流分离成液滴，所述液滴凝固以形成所述固体炉渣粒料。4.如权利要求2或3所述的方法，其中所述气体物流包括空气。5.如权利要求3或4所述的方法，其中，所述送风机适于产生小于约80英寸水压的最大总压力。6.如权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于，其中所述固体炉渣粒料是非多孔性的。7.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，通过所述分选产生的部分中的至少一个由平均球度大于0.6的所述固体炉渣粒料组成。8.如权利要求7所述的方法，其中，通过所述分选产生的部分中的至少一个由平均球度和/或圆度为0.7至约0.9的所述固体炉渣粒料组成。9.如权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，通过所述分选产生的部分中的至少一个由平均球度小于0.6的所述固体炉渣粒料组成。10.如权利要求9所述的方法，其中，所述平均球度小于0.6的至少一个部分包括伸长的粒料。11.如权利要求10所述的方法，其中，所述伸长的粒料包括哑铃-形状的粒料和/或断裂的哑铃-形状粒料。12.如权利要求3-11中任一项所述的方法，其中，所述雾化设备还包括冲击板，至少一些固体炉渣粒料通过液滴撞击所述冲击板制备，其中通过液滴撞击所述冲击板制备的所述固体炉渣粒料的平均球度小于0.6。13.如权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括通过密度对固体炉渣粒料进行分选的步骤。14.如权利要求1-13中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括在分散设备中将熔融炉渣组合物转化为固体炉渣粒料的步骤之前和/或同时将熔融炉渣组合物与密度降低添加剂混合的步骤。15.如权利要求14所述的方法，其中，将熔融炉渣组合物与密度降低添加剂混合的步骤包括将所述密度降低添加剂注入所述熔融炉渣组合物中。16.如权利要求14或15所述的方法，其中，所述密度降低添加剂可选自下组：液态水、蒸汽、炭、碳酸金属盐及其任意两种或更多种的混合物。17.如权利要求16所述的方法，将熔融炉渣组合物与密度降低添加剂混合的步骤包括在将熔融炉渣组合物转化为固体炉渣粒料之前通过向所述熔融炉渣组合物中注入水和/或蒸汽以使所述熔融炉渣组合物膨胀。18.如权利要求14-17中任一项所述的方法，其特征在于，其中所述固体炉渣粒料具有内部空穴。19.如权利要求1-18中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括在涂覆设备中对至少一些所述固体炉渣粒料进行涂覆的步骤。20.如权利要求19所述的方法，其中，所述涂覆步骤包括用涂料组合物涂覆所述固体炉渣粒料，所述涂料组合物选自树脂组合物和陶瓷组合物。21.如权利要求20所述的方法，其中，通过所述分选产生的所述部分中的至少一种由平均球度大于0.6的固体炉渣粒料组成，所述涂料组合物包括树脂组合物，以及所述涂覆步骤在通过形状对所述固体炉渣粒料进行分选的步骤之后...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·福彻，L·C·苏，
申请(专利权)人：哈奇有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA