一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法；属于冶金废渣资源化利用领域。本方法以硅锰合金冶炼废渣和镍铁合金冶炼废渣为原料，硅锰和镍铁渣的混合比例为主要控制过程，将混合冶炼废渣加入到电炉中熔融，随后利用离心成棉工艺将废渣制成矿渣棉。所述控制过程具体由硅锰渣、镍铁渣的粘度和熔化性能决定，混合后的废渣熔体在1～3Pa·s粘度区间内，温度跨度区间为40～80℃；混合废渣的熔化温度不高于1450℃。本发明专利技术两种冶炼废渣按一定比例混合，可以综合改性废渣的熔化性能和粘度性能，使得两种冶金废渣成为合适的矿渣棉的生产原料，综合利用了冶金渣资源，创造了经济和环境效益。

A method of producing slag cotton by using smelting slag of silicon manganese and ferronickel alloy

The invention relates to a method for producing slag cotton by using smelting slag of silicon manganese and ferronickel alloy, belonging to the field of resource utilization of metallurgical slag. In this method, the smelting slag of silicon manganese alloy and ferronickel alloy are used as raw materials, and the mixing ratio of silicon manganese and ferronickel slag is the main control process. The mixed smelting slag is added to the electric furnace for melting, and then the waste slag is made into slag cotton by centrifugal cotton making process. The control process is determined by the viscosity and melting performance of silicomanganese slag and ferronickel slag. The mixed slag melt is in the viscosity range of 1-3pa \u00b7 s, and the temperature span range is 40-80 \u2103; the melting temperature of mixed slag is not higher than 1450 \u2103. The two kinds of smelting waste slag are mixed in a certain proportion, which can comprehensively modify the melting performance and viscosity performance of the waste slag, make the two kinds of metallurgical waste slag become suitable raw materials for the production of slag cotton, comprehensively utilize the metallurgical waste resources, and create economic and environmental benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法
本专利技术涉及一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法；属于冶金废渣资源化利用领域。
技术介绍
因为世界钢铁产量的巨大，硅锰合金和镍铁合金作为钢铁脱氧和合金成分，每年的产量也是巨大的，同时带来了硅锰和镍铁冶炼废渣的大量排放。目前，硅锰和镍铁冶炼废渣的处理方式主要是堆存和资源化利用两种。堆存造成土地的浪费和潜在环境危险，资源化利用主要在水泥和铺路基石等方面。矿渣棉作为一种保温和隔热、隔音材料，广泛的应用在国民经济的各领域。最新的研究表明，冶金废渣可以通过调质等工艺手段制成矿渣棉，并最终制成各种各样的矿渣棉产品。同时，冶金废渣制成矿渣棉，不仅解决了冶金废渣的堆存和污染问题，相较于水泥等资源化利用途径，矿渣棉产品更具经济价值，是一种冶金废渣的高附加值利用新途径。矿渣棉的生产工艺有离心法和喷吹法两种，无论哪种工艺，前期对生产原料的要求和熔融工艺都是相同的。作为矿渣棉生产原料的废渣具体应该具备以下要求：1.原料的熔化温度低于1450℃；2.在矿渣棉形成温度范围内，熔体应具有较小的粘度和温度-粘度降落梯度；3.矿渣棉纤维细长具有良好的化学稳定性。硅锰渣的熔化温度一般在1500℃以下，熔体多呈现“长渣”特性，熔体熔化区间宽广，容易拉丝成纤，表现出很强的玻璃性。镍铁废渣熔化温度在1500～1600℃，表现出“短渣”性质，熔体的熔化区间较小，容易在冷却过程中析出大量晶体，不易形成无机纤维和玻璃相。理论上硅锰渣是生产矿渣棉的合适原料，但在实际生产中硅锰渣表现出极强的玻璃性，并不能生产出质量优良的矿渣棉。镍铁渣因为熔化温度过高和熔体较强的结晶性能不太适合作为矿渣棉生产原料。基于硅锰渣和镍铁渣各自的熔体特性，专利技术一种方法利用硅锰渣和镍铁渣混合物作为原料生产矿渣棉。这种方法充分利用了硅锰和镍铁渣的物性特征，通过废渣之间的相互改性调质，最终达到科学生产矿渣棉的目的。对硅锰和镍铁冶炼废渣的高附加值资源化应用有重大的意义。
技术实现思路
为实现硅锰渣和镍铁冶炼废渣的高附加值资源化应用，提供了一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法。本专利技术一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝4:6～9:1，配取硅锰合金冶炼废渣、镍铁合金冶炼废渣，破碎后混合均匀得到混合废渣，然后将混合废渣加热至1600℃，保温得到熔体，对熔体采用离心成棉工艺将废渣制成矿渣棉，所述混合废渣的熔化温度不高于1450℃；所述混合废渣熔化后，当熔体的粘度在1～3Pa·s粘度区间内时，其温度跨度区间为40～80℃；或按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝4:6～9:1，配取硅锰合金冶炼废渣熔体、镍铁合金冶炼废渣熔体中的一种，然后将另外一种废渣加入熔渣中，熔融得到熔体，所述熔体的温度为不高于1600℃、优选为1500-1550℃；当所述熔体的粘度在1～3Pa·s粘度区间内时，其温度跨度区间为40～80℃；或按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝4:6～8:2，配取硅锰合金冶炼废渣熔体、镍铁合金冶炼废渣熔体，混合均匀得到混合熔体，所述混合熔体的温度为不高于1600℃、优选为1500-1550℃；当所述熔体的粘度在1～3Pa·s粘度区间内时，其温度跨度区间为40～80℃。本专利技术一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，所得矿渣棉符合GB/T11835-2016。本专利技术一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝4:6～9:1，配取硅锰合金冶炼废渣、镍铁合金冶炼废渣，或配取硅锰合金冶炼废渣熔体、镍铁合金冶炼废渣熔体中的至少一种。作为优选方案，本专利技术一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，混合废渣的熔化温度为1350～1450℃。作为优选方案的1号方案，本专利技术一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝7:3配取硅锰合金冶炼废渣、镍铁合金冶炼废渣；混合均匀的混合渣，所述混合渣在1～3Pa·s内温度区间58℃，完全熔化温度为1401℃；将混合渣料在电炉内升温熔融至1500℃；保温5min；渣料熔融均质后进行倒渣操作、离心成棉操作，四辊转速参数设定为1#2200r/min、2#3000r/min、3#4500r/min和4#5500r/min，渣棉产品通过渣棉收集器进行收集；生产后的渣棉产品按国家关于绝热用岩棉、矿渣棉及其制品的国家标准GB/T11835-2016要求进行检测分析，纤维平均直径为4.8微米、渣球含量为6.1％，热荷重收缩温度为716℃。作为优选方案的2号方案，本专利技术一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝8:2配取硅锰合金冶炼废渣、镍铁合金冶炼废渣；混合均匀的混合渣，所述混合渣在1～3Pa·s内温度区间67℃，完全熔化温度为1389℃；将混合渣料在电炉内升温熔融至1500℃；保温5min；渣料熔融均质后进行倒渣操作、离心成棉操作，四辊转速参数设定为1#2200r/min、2#3000r/min、3#4500r/min和4#5500r/min，渣棉产品通过渣棉收集器进行收集；生产后的渣棉产品按国家关于绝热用岩棉、矿渣棉及其制品的国家标准GB/T11835-2016要求进行检测分析，纤维平均直径为5.5微米、渣球含量为6.4％，热荷重收缩温度为734℃。作为优选方案的3号方案，本专利技术一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝6:4配取硅锰合金冶炼废渣、镍铁合金冶炼废渣；混合均匀的混合渣，所述混合渣在1～3Pa·s内温度区间45℃，完全熔化温度为1456℃；将混合渣料在电炉内升温熔融至1500℃；保温5min；渣料熔融均质后进行倒渣操作、离心成棉操作，四辊转速参数设定为1#2200r/min、2#3000r/min、3#4500r/min和4#5500r/min，渣棉产品通过渣棉收集器进行收集；生产后的渣棉产品按国家关于绝热用岩棉、矿渣棉及其制品的国家标准GB/T11835-2016要求进行检测分析，纤维平均直径为5.7微米、渣球含量为6.7％，热荷重收缩温度为708℃。优选方案1、2、3号方案中，1、2号方案所得产品的性能优于3号方案。本专利技术以硅锰合金冶炼废渣和镍铁合金冶炼废渣为原料，硅锰和镍铁渣的混合比例为主要控制过程，将混合冶炼废渣加入到电炉中熔融，随后利用离心成棉工艺将废渣制成矿渣棉；所述控制过程具体由硅锰渣、镍铁渣的粘度、熔化性能决定，混合后的废渣熔体在1～3Pa·s粘度区间内，温度跨度区间为40～80℃；混合废渣的熔化温度不高于1450℃。本专利技术中，利用高温物性熔体粘度测试仪测定硅锰、镍铁渣混合物的温度-粘度曲线。本专利技术中，利用热丝设备测定硅锰、镍铁渣混合物的熔化温度。本专利技术一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，其特征在于：按质量比，硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝4:6～9:1，配取硅锰合金冶炼废渣、镍铁合金冶炼废渣，破碎后混合均匀得到混合废渣，然后将混合废渣加热至1600℃，保温得到熔体，对熔体采用离心成棉工艺将废渣制成矿渣棉，所述混合废渣的熔化温度不高于1450℃；所述混合废渣熔化后，当熔体的粘度在1～3Pa·s粘度区间内时，其温度跨度区间为40～80℃；/n或/n按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝4:6～9:1，配取硅锰合金冶炼废渣熔体、镍铁合金冶炼废渣熔体中的一种，然后将另外一种废渣加入熔渣中，熔融得到熔体，所述熔体的温度不高于1600℃；当所述熔体的粘度在1～3Pa·s粘度区间内时，其温度跨度区间为40～80℃；/n或/n按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝4:6～9:1，配取硅锰合金冶炼废渣熔体、镍铁合金冶炼废渣熔体，混合均匀得到混合熔体，所述混合熔体的温度不高于1600℃；当所述熔体的粘度在1～3Pa·s粘度区间内时，其温度跨度区间为40～80℃。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，其特征在于：按质量比，硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝4:6～9:1，配取硅锰合金冶炼废渣、镍铁合金冶炼废渣，破碎后混合均匀得到混合废渣，然后将混合废渣加热至1600℃，保温得到熔体，对熔体采用离心成棉工艺将废渣制成矿渣棉，所述混合废渣的熔化温度不高于1450℃；所述混合废渣熔化后，当熔体的粘度在1～3Pa·s粘度区间内时，其温度跨度区间为40～80℃；
或
按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝4:6～9:1，配取硅锰合金冶炼废渣熔体、镍铁合金冶炼废渣熔体中的一种，然后将另外一种废渣加入熔渣中，熔融得到熔体，所述熔体的温度不高于1600℃；当所述熔体的粘度在1～3Pa·s粘度区间内时，其温度跨度区间为40～80℃；
或
按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝4:6～9:1，配取硅锰合金冶炼废渣熔体、镍铁合金冶炼废渣熔体，混合均匀得到混合熔体，所述混合熔体的温度不高于1600℃；当所述熔体的粘度在1～3Pa·s粘度区间内时，其温度跨度区间为40～80℃。


2.根据权利要求1所述的一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，其特征在于：所得矿渣棉质量符合GB/T11835-2016要求。


3.根据权利要求2所述的一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，其特征在于：按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝4:6～8:2，配取硅锰合金冶炼废渣、镍铁合金冶炼废渣，或配取硅锰合金冶炼废渣熔体、镍铁合金冶炼废渣熔体中的至少一种。


4.根据权利要求2所述的一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，其特征在于：混合废渣的熔化温度为1350～1450℃。


5.根据权利要求2所述的一种利用硅锰和镍铁合金冶炼废渣生产矿渣棉的方法，其特征在于：按质量比：硅锰合金冶炼废渣：镍铁合金冶炼废渣＝7:3配取硅锰合金冶炼废渣、镍铁合金冶炼废渣；混合均匀的混合渣，所述混合渣在1～3Pa·s内温度区间58℃，完全熔化温度为1401℃；将混...

【专利技术属性】
技术研发人员：王万林，张同生，薛利文，戴诗凡，李祖敏，张朝晖，谢应井，郑光军，覃华军，黄珠，范森荣，应国民，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43