一种利用工业废渣生产非金属磨料的方法技术

本发明专利技术涉及工业废渣资源再生领域，公开了一种利用工业废渣生产非金属磨料的方法，包括如下步骤：（1）将工业废渣与辅料和还原剂混合后制成团块物料；团块物料中各组分的配比为：工业废渣85.1%~88.5%、石灰石4.5%~5.7%、石英石4.1%~5.2%、赤铁矿1.1%~1.8%、还原剂1.8%~2.2%；（2）将团块物料投入富氧侧吹炉中进行熔融反应得到玻璃化产物，水淬后得到玻璃化产物水淬渣；（3）将玻璃化产物水淬渣烘干、研磨、筛分后得到非金属磨料。本发明专利技术将工业废渣与辅料进行科学配伍，使工业废渣经玻璃化处理后能产出稳定性较高的玻璃化产物，经后处理得到满足标准要求、具有稳定的性能指标的非金属磨料产品。品。品。

【技术实现步骤摘要】
一种利用工业废渣生产非金属磨料的方法


[0001]本专利技术涉及工业废渣资源再生
，尤其是涉及一种利用工业废渣生产非金属磨料的方法。

技术介绍

[0002]随着工业迅猛发展，工业废渣(工业废物)的产量也不断增长。由于国内的工业废渣产量大、流动性差、品种多、处理难度大等原因，部分工业废渣目前仍然以堆存或者安全填埋的方式处理，占用大量宝贵的土地资源，且若控制不当，可能会对环境中的大气、地表水、地下水和土壤造成严重的二次污染，甚至危害人类的健康。
[0003]随着资源的日趋紧缺，实现工业废渣的创新性回收再综合利用，是大力推进循环经济的必然选择；工业废渣含有大量的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等成分，是构成玻璃的重要成分，通过对工业废渣种类和特性进行分析，协同工业废渣中的一般工业废物和危险废物，然后对工业废渣进行预处理、工艺科学配伍、高温熔融、水淬玻璃化和后处理工艺，得到具有密度大、强度高、稳定性高、耐磨和耐久性好的非金属磨料，用作船舶除锈等钢材表面处理喷射清理用；且随着国家标准《固体废物玻璃化处理产物技术要求》(GB/T 41015
‑
2021)已于2022年07月01日执行实施，该标准对固体废物玻璃化处理产物提出了技术要求，并给出了固体废物玻璃化处理产物作为喷射清理用非金属磨料的应用方向。
[0004]但根据调研发现，由于工业废渣种类多、成分复杂等因素，关于工业废渣综合利用生产非金属磨料的研究比较少，且针对《固体废物玻璃化处理产物技术要求》标准要求的物料科学配伍以及控制玻璃化产物稳定性的研究报道则更少；中国专利CN113046025A公开了一种高钛高炉渣非金属磨料及制备方法，通过精准有效的控制熔渣冷却过程，实现了熔渣矿物相组成和比例可控析出与长大，得到高炉渣非金属磨料；但该专利仅研究利用了高钛高炉渣这一种工业废渣，不能解决种类众多工业废渣(特别是工业废渣中有毒有害危险废物)的综合处理需求。因此，如何有效和低成本地处置并高效综合利用工业废渣是我国经济和社会发展中迫切需要解决的问题和面临的挑战，把产生量大和种类多的工业废渣综合起来统一处理处置，互相利用各行业中工业废渣中的有效成分，实现减量化、资源化、无害化处置，是当前废弃物综合利用的发展趋势。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了克服现有技术的上述问题，提供一种利用工业废渣生产非金属磨料的方法，将工业废渣与辅料进行科学配伍，使工业废渣经玻璃化处理后能产出稳定性较高的玻璃化产物，经后处理得到满足标准要求的非金属磨料产品，保证非金属磨料产品具有稳定的性能指标。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种利用工业废渣生产非金属磨料的方法，包括如下步骤：(1)将工业废渣与辅料和还原剂混合后制成团块物料；所述的辅料包括石灰石、石
英石和赤铁矿；以质量百分数计，团块物料中各组分的配比为：工业废渣85.1％～88.5％、石灰石4.5％～5.7％、石英石4.1％～5.2％、赤铁矿1.1％～1.8％、还原剂1.8％～2.2％；(2)将团块物料投入富氧侧吹炉中进行熔融反应得到玻璃化产物，玻璃化产物经水淬后得到玻璃化产物水淬渣；(3)将玻璃化产物水淬渣烘干、研磨、筛分后得到所述非金属磨料。
[0007]本专利技术根据玻璃化处理技术特点和工业废渣的特性，将工业废渣与辅料和还原剂进行科学配伍，选择特定比例的石灰石、石英石和赤铁矿作为辅料，经熔融反应后可形成SiO2‑
CaO
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FeO三元系渣型，并使渣型配伍比例为：25wt％～30wt％SiO2、20wt％～25wt％CaO、12wt％～15wt％FeO。渣型决定了熔渣的熔点温度、密度和粘度，也直接影响液态熔渣的流动性，因此决定了熔融系统的操作温度、系统的燃料消耗和能耗以及最终得到的非金属磨料性能。采用本专利技术的配伍比例形成的渣型体系，可使系统具有较低的操作温度，节约系统能耗；并可以使工业废渣经玻璃化处理后成为稳定的玻璃体水淬渣，得到的水淬渣经后处理后可得到具有稳定的性能指标的非金属磨料。
[0008]本专利技术利用工业废渣作为非金属磨料生产的主要原料，充分发挥了工业废渣的大量现有资源，解决了工业废渣综合利用处理难题，减少环境污染、实现变废为保。本专利技术具有工业废渣的原料适应性强、工业废渣利用率高、非金属磨料产品性能指标稳定、节能环保及无二次污染的优点。
[0009]作为优选，步骤(1)中所述的工业废渣为一般工业固体废物和/或危险废物。
[0010]作为优选，所述的一般工业固体废物选自钢铁、有色冶金、生活垃圾焚烧及污水处理行业生产和加工过程中产生的高炉渣、钢渣、锅炉渣、脱硫石膏、废水污泥中的一种或者多种。
[0011]作为优选，所述的危险废物选自有色金属冶炼、金属表面加工、电池制造及危险废物焚烧行业生产和加工过程中产生有毒有害的含重金属低价值废渣、废水污泥、危险废物焚烧非玻璃态底渣中的一种或者多种。
[0012]本专利技术充分综合利用工业废渣作为非金属磨料生产的主要原料，把多行业多种类的工业废渣综合起来统一处理，可协同处理工业废渣中的一般固体废物和危险废物，充分发挥了工业废渣的大量现有资源，解决了工业废渣综合利用处理难题。
[0013]作为优选，步骤(1)中的团块物料的颗粒度≤30mm，含水率为10wt％～25wt％。
[0014]作为优选，步骤(1)中所述的还原剂为炭渣。炭渣属于国家危险废物名录中的HW48类危险废物，用其作为还原剂，在起到还原作用的同时也可实现危险废物的资源化利用。
[0015]作为优选，步骤(2)中熔融反应温度≥1300℃。
[0016]作为优选，步骤(2)中富氧侧吹炉内熔融反应区通入的一次风富氧体积浓度为30～60％。本专利技术根据工业废渣和所用辅料的性质，对熔融反应时的操作条件进行控制，可以使工业废渣高温熔融并快速冷却转化为稳定性较高的玻璃化产物。
[0017]作为优选，步骤(3)得到的非金属磨料的性能质量同时满足GB/T 41015
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2021《固体废物玻璃化处理产物技术要求》以及GB/T 17850《涂覆涂料前钢材表面处理喷射清理用非金属磨料的技术要求》中的要求。
[0018]作为优选，步骤(3)中筛分时的筛孔直径为0.5mm～1.0mm。
[0019]因此，本专利技术具有如下有益效果：
(1)利用工业废渣作为非金属磨料生产的主要原料，充分发挥了工业废渣的大量现有资源，解决了工业废渣综合利用处理难题，减少环境污染、实现变废为保；(2)原料适用性强，可把多行业多种类的工业废渣综合起来统一处理，实现工业废渣中的一般固体废物和危险废物的协同处理；(3)将工业废渣与辅料和还原剂进行科学配伍，并选择特定配比的辅料，控制形成的渣型及渣型配伍，可使得到的玻璃化产物具有较高的稳定性，所得非金属磨料产品的性能满足标准要求。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的工艺流程图。
具体实施方式
[0021]下面结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用工业废渣生产非金属磨料的方法，其特征是，包括如下步骤：（1）将工业废渣与辅料和还原剂混合后制成团块物料；所述的辅料包括石灰石、石英石和赤铁矿；以质量百分数计，团块物料中各组分的配比为：工业废渣85.1%~88.5%、石灰石4.5%~5.7%、石英石4.1%~5.2%、赤铁矿1.1%~1.8%、还原剂1.8%~2.2%；（2）将团块物料投入富氧侧吹炉中进行熔融反应得到玻璃化产物，玻璃化产物经水淬后得到玻璃化产物水淬渣；（3）将玻璃化产物水淬渣烘干、研磨、筛分后得到所述非金属磨料。2.根据权利要求1所述的一种利用工业废渣生产非金属磨料的方法，其特征是，步骤（1）中所述的工业废渣为一般工业固体废物和/或危险废物。3.根据权利要求2所述的一种利用工业废渣生产非金属磨料的方法，其特征是，所述的一般工业固体废物选自钢铁、有色冶金、生活垃圾焚烧及污水处理行业生产和加工过程中产生的高炉渣、钢渣、锅炉渣、脱硫石膏、废水污泥中的一种或者多种。4.根据权利要求2所述的一种利用工业废渣生产非金属磨料的方法，其特征是，所述的危险废物选自有色金属冶炼、金属表面加工、电池制造及危险废物焚烧行业生产和加工过程中产生有毒有害的含重金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶标，王治军，苏海涛，
申请(专利权)人：浙江申联环保集团有限公司，
类型：发明
国别省市：