本发明专利技术涉及一种硅灰石的制备方法。利用工业废渣资源合成高长径比硅灰石的方法，按照CaO/SiO2摩尔比等于1进行原料用量计算，取原料金属镁还原渣和粉煤灰混合成混合物料；混合物料采用三相交流电熔法生产工艺熔炼物料，炉温控制在1550~1650℃，含Al2O3较高的刚玉相、莫来石相因熔点较高，未能熔融，并且密度高于硅灰石熔体，而沉淀到熔池底部，进而与硅灰石晶体分离出来；稳步析晶，余热回收，将结晶后的晶体周边进行切削，剩余较纯净的硅灰石晶体，经鄂式破碎机破碎后进入圆盘式气流机粉碎，粒度可达1250目。本发明专利技术有效利用废弃物作为原料，不仅对金属镁还原渣和粉煤灰进行了环保处理，而且处理所得的产品性能优良，使用价值高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种硅灰石的制备方法，属于固体废弃物资源综合利用及无机非金属新型材料
。
技术介绍
中国镁工业从20世纪80年代起步，90年代得到了快速发展。目前中国已成为世界产镁大国，2006年全国镁产量52.5万t，约占全球产量的70%。皮江法是生产金属镁的主要方法。每生产1.01 t金属镁，大约产出6.5^7.0t金属镁冶炼还原渣(以下称为镁渣)，每年产生的镁渣为300~350万t。镁渣在金属镁的生产企业中属于废料，目前采用倾倒在荒地和填埋山洼的办法进行处理。金属镁渣为粉状物，其中细粉含量很高，直径小于IOOum的颗粒超过60%，易于悬浮在空气中，形成粉尘污染。另外，金属镁渣还具有很强的吸潮性，使土壤盐碱化、板结，引发土壤污染。废渣的无害化处理已成为困扰金属镁企业的难题之O粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。到2010年已经达到3亿吨，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。大量的粉煤灰如不加处理，会成为扬尘污染大气，排入水系会使河流淤塞，而其中某些化学物质还会对人体和生物造成危害。粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生产所面临解决的任务之一。2013年I月5日，国家颁布了《粉煤灰综合利用管理办法》，遵循“谁生产、谁治理、谁利用、谁受益”的原则，减少粉煤灰堆存，不断扩大粉煤灰综合利用规模，提高技术水平和产品附加值。对应用粉煤灰的高附加值技术给予支持。 硅灰石是一种钙硅酸盐的三斜晶体`，化学式为CaSiO3，理论组成:48.3% CaO和51.7% SiO2，有低温相(β — CaSiO3)和高温相(α —CaSiO3即假硅灰石)之分。硅灰石因其拥有独特的晶体结构和诸多优良的物理化学性能，已被广泛用于各个工业部门。硅灰石产品主要为高长径比硅灰石和磨细硅灰石两大类。前者属于高档产品，主要是利用其物理机械性能，广泛用于塑料、橡胶、石棉代用品、油漆、涂料等行业，经表面改性的高长径比硅灰石粉与有机材料的相容性大大增强，添加到橡胶、塑料和其他聚合物中能明显改善制品性能，增加制品硬度、抗弯强度、抗冲击性，改善材料的电学特性，提高热稳定性和尺寸的稳定性，使制品表面光滑，增强阻污力，且允许充填较多的填充剂，减少颜料的用量，增强耐磨性，从而可降低制品的成本，并赋予塑料、橡胶和其他聚合物自身所没有的特殊功能，是硅灰石最有前途的应用领域；而后者属于低档产品，主要用于陶瓷和冶金工业。未来塑料、橡胶、涂料和造纸行业对各种填料的需求将突破2000万t，而对硅灰石针状粉等优质填料的需求更为迫切。资源是有限、不可再生的，有必要寻找新的工艺模式作为资源的后续补充，有利于经济的可持续发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，是以金属镁工业废渣和粉煤灰为原料，采用熔融晶化工艺制备硅灰石晶体，以余热回收方式进行原料预热达到节约能源的目的，然后气流粉碎成高长径比晶体纤维。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是:，包括以下五步: (O原料制备:对原料粉煤灰采用磁选除铁，使用干式铁粉回收机，特点是多磁极，高梯度配合螺旋结构，多次翻转，磁选出的铁粉铁元素质量含量达50-55%,磁选后粉煤灰的Fe2O3含量显著降低，达到2%以下； (2)配料:根据硅灰石的成分要求，按照CaO/SiO2摩尔比等于I进行原料用量计算，取原料金属镁还原渣和粉煤灰混合成混合物料； (3)熔融:混合物料采用三相交流电熔法生产工艺，依靠电极的埋弧电热和物料的电阻电热来熔炼物料，炉温控制在155(Tl650°C，含Al2O3较高的刚玉相、莫来石相因熔点较高，未能熔融，并且密度高于硅灰石熔体，而沉淀到熔池底部，进而与硅灰石晶体分离出来； (4)稳步析晶:控制温度以5-15°C/min的速度降低，在1050°C下保温晶化2h，在降温、保温过程中进行余热回收，用于原料的预热； (5)晶体气流粉碎:将结晶后的晶体周边进行切削，杂质较高的晶体被选出，剩余较纯净的硅灰石晶体，然后经鄂式破碎机破碎后进入圆盘式气流机粉碎，粒度可达1250目。所述原料金属镁还原渣的成分(质量百分数%)，Ca050~58%，Si0230~40%，MgO ( 6.0%, Fe2O3 ( 4.0%, Al2O3 ( 1.0%。所述原料粉煤灰的成分组成(质量分数％)为:Ca05~10%，Si0255~70%，MgO ( 5.0%, Fe2O3 ( 5.0%, Al20310~30%。所述粉煤灰中主要物相是玻璃体，占50~80% ;所含晶体矿物主要有:莫来石、α-石英、方解石、钙长石、硅酸钙、赤铁矿等，此外，还有少量的未燃碳。在显微镜下观察，粉煤灰是晶体、玻璃体及少量未燃炭组成的一个复合结构的混合体。所述步骤(3)的操作过程为无渣埋弧操作，基本熔炼工艺过程是:电熔前，首先在炉内铺底料，调整电极位置，起弧，起弧后电流稳定即可向电极附近填加混合物料，其中一部分物料由电弧直接熔化，在电极下端形成熔池，一部分物料落入熔池熔化，随着物料的投入和熔化，熔池面上升，随着熔融时间的延长，熔池面上涨，一直升到炉壳上口表面，此时熔融过程结束，停止供电，在熔融过程中，要随熔池面上涨而不断调整电极上升。所述步骤(3)熔炼完成后提升电极，拉离熔融工位，通过优化电系统设计，实现电极的自动控制减少电能损失是节能的直接途径。本专利技术工艺路线简单合理，工艺条件温和易于操作，有效利用废弃物作为原料，不仅对金属镁还原渣和粉煤灰进行了环保处理，而且处理所得的产品性能优良，使用价值高。硅酸盐熔体具有电导性，因此可以应用电熔技术完成原料的熔融。电炉熔炼法具有工艺简单，无三废产生，电炉烟气经净化除尘可以回收利用等特点，新式电熔装备必须满足现代社会对环境保护的要求。相较于传统的的敞口冶炼方式，新式电熔装备应采取密闭式生产方式。装备需要实现生产过程的高度自动化。实现了给料系统和电极控制系统自动化，形成了一套合理的热工制度。装备需要向大容量、低单耗、高品级方向发展。电熔工艺余热回收是电熔系统节能的突破点。电熔熔体出炉温度在1600°C以上，壁面平均温度在600°C以上，电熔原料有效吸热都转化到生产结束后的熔体内，总计约占电熔生产总能耗的30 %。对电熔熔体所含有效热进行余热回收后，可直接用于矿料预热或原材料的烘干。【附图说明】图1是本专利技术实施例1的XRD图片。图2是本专利技术实施例1的电镜图片。图3是本专利技术实施例2的电镜图片。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明，但本专利技术并不局限于具体实施例。实施例1 ，包括以下五步: (O原料制备:对原料粉煤灰采用磁选除铁，使用干式铁粉回收机，特点是多磁极，高梯度配合螺旋结构，多次翻转，磁选出的铁粉铁元素质量含量达50-55%,磁选后粉煤灰的Fe2O3含量显著降低，达到2%以下； (2)配料:根据硅灰石的成分要求，按照CaO/SiO2摩尔比等于I进行原料用量计算，取原料金属镁还原渣和粉煤灰混合成混合物料，本实施例中镁渣、粉煤灰按以下表1配比进行原料制备混合:` 表1原料配比与产品理论成分(％)贾料 本文档来自技高网...
【技术保护点】
利用工业废渣资源合成高长径比硅灰石的方法，其特征是：包括以下五步：（1）原料制备：对原料粉煤灰采用磁选除铁，使用干式铁粉回收机，特点是多磁极，高梯度配合螺旋结构，多次翻转，磁选出的铁粉铁元素质量含量达50?55%，磁选后粉煤灰的Fe2O3含量显著降低，达到2%以下；（2）配料：根据硅灰石的成分要求，按照CaO?/SiO2摩尔比等于1进行原料用量计算，取原料金属镁还原渣和粉煤灰混合成混合物料；（3）熔融：混合物料采用三相交流电熔法生产工艺，依靠电极的埋弧电热和物料的电阻电热来熔炼物料，炉温控制在1550~1650℃，含Al2O3较高的刚玉相、莫来石相因熔点较高，未能熔融，并且密度高于硅灰石熔体，而沉淀到熔池底部，进而与硅灰石晶体分离出来；（4）稳步析晶：控制温度以5?15℃/min的速度降低，在1050℃?下保温晶化2h，在降温、保温过程中进行余热回收，用于原料的预热；（5）晶体气流粉碎：将结晶后的晶体周边进行切削，杂质较高的晶体被选出，剩余较纯净的硅灰石晶体，然后经鄂式破碎机破碎后进入圆盘式气流机粉碎，粒度可达1250目。
【技术特征摘要】
1.利用工业废渣资源合成高长径比硅灰石的方法，其特征是:包括以下五步: (1)原料制备:对原料粉煤灰采用磁选除铁，使用干式铁粉回收机，特点是多磁极，高梯度配合螺旋结构，多次翻转，磁选出的铁粉铁元素质量含量达50-55%,磁选后粉煤灰的Fe2O3含量显著降低，达到2%以下； (2)配料:根据硅灰石的成分要求，按照CaO/SiO2摩尔比等于I进行原料用量计算，取原料金属镁还原渣和粉煤灰混合成混合物料； (3)熔融:混合物料采用三相交流电熔法生产工艺，依靠电极的埋弧电热和物料的电阻电热来熔炼物料，炉温控制在155(Tl650°C，含Al2O3较高的刚玉相、莫来石相因熔点较高，未能熔融，并且密度高于硅灰石熔体，而沉淀到熔池底部，进而与硅灰石晶体分离出来； (4)稳步析晶:控制温度以5-15°C/min的速度降低，在1050°C下保温晶化2h，在降温、保温过程中进行余热回收，用于原料的预热； (5)晶体气流粉碎:将结晶后的晶体周边进行切削，杂质较高的晶体被选出，剩余较纯净的硅灰石晶体，然后经鄂式破碎机破碎后进入圆盘式气流机粉碎，粒度可达1250目。2.根据权利要求1所述的利用工业废渣资源合成高长径比硅灰石的方法，其特征是:所述原料金属镁还原渣的成分(质量百分数％)，Ca050~58%，Si0230~40%，MgO ( 6.0%，Fe2O3 ( 4.0%, Al...
【专利技术属性】
技术研发人员：张延大，
申请(专利权)人：张延大，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。