一種利用冶金爐高溫液態廢棄渣為原料生產礦棉纖維的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于資源再生利用技術領域，涉及一種利用銅、鉛、鋅、鎳、錫、鐵冶金爐高 溫液態廢棄渣為原料生產礦棉纖維(保溫棉）的方法。
【背景技術】
[0002] 礦棉是無機纖維及其制品的總稱.它包括巖石棉，礦渣棉，玻璃棉，硅酸鋁棉及其 制品等；礦棉及其制品作為一種優質，高效絕熱材料、自上個世20年代在我國得以迅猛發 展，現已形成了一個具備約10多億資產工業系統，其產品已應用到工業.建筑業，交通運輸 業，造船業等多行業的多個領域的保溫、隔熱、保冷、防火等方面；近幾年來，盡管該行業的 一些企業在激烈的市場競爭中遇到了很大的困難，但從其在國民經濟發展中的地位來看仍 不失屬新興產業的稱號。
[0003] 周立鳴、溫國平?保溫材料與建筑節能，《我國工業廢渣制棉技術的開發》一文指 出，利用工業廢渣生產礦物棉是一種有效的廢渣利用手段。廢渣制棉一般有以下三種模式， 即沖天爐熔制、池窯熔制及工業爐液態渣直接熔制，前兩種熔制模式相對較為成熟，而工業 爐液態渣直接熔制礦棉工藝是我國80年代末開始發展起來的廢渣制棉新技術，該新工藝 的最大特點是不僅有效利用了工業廢渣，而且也充分利用了工業余熱，大大節省礦棉生產 用能源，降低了礦棉生產成本，到目前為止，我國已在三種類型的工業爐上進行了液態渣直 接熔制礦棉工藝的試驗和探索，它們分別是黃磷爐、電廠立式旋風爐和開式液態排渣爐，特 別是利用銅、鉛、鋅、鎳、錫高溫液態渣直接制棉工藝更具有廣闊的開發前景。
[0004] 礦棉纖維的生產在國內它的主要熔煉設備是沖天爐，主要原料分別為煉錫廠的塊 狀高爐渣或發電廠的粉煤灰的燒結塊，燃料為塊狀焦炭，將上述原燃料按一定比例加入到 礦渣纖維沖天爐內進行熔煉，經過成纖、成型、固化和切割等工序制成礦棉纖維制品。
[0005] 原本從高爐內放出時是呈高溫熔融狀態的，經過冷卻、破碎和篩分后才成為礦渣 纖維沖天爐的原料，所以高爐渣在礦渣纖維沖天爐內已經是第二次熔化，一般情況下，It高 爐熔渣含有顯熱約1675MJ，大致相當于57kg標準煤燃燒時釋放出的熱量，可見熔融高爐渣 從高爐中流出時的熔化顯熱被白白浪費了。
[0006] 因此銅、鉛、鋅、鎳、錫、鐵冶煉行業的廢棄渣顯熱的回收方面，廢棄渣作為二次資 源高效利用方面、形成高附加值并存的方法，已經成為工程技術人員迫切面對的課題。

【發明內容】

[0007] 本發明的目的是提供一種利用銅、鉛、鋅、鎳、錫、鐵冶金爐高溫液態廢棄渣顯熱的 方法，用簡單易操作的工藝設備使得廢棄渣轉變成為資源利用并制備礦棉的纖維絲產品， 并能廣泛的應用和處理重金屬冶煉過程中各種廢棄渣。
[0008] 本發明的的目的是通過以下方式實現的： 一種利用冶金爐高溫液態廢棄渣為原料生產礦棉纖維的方法，它包括下列步驟： (1) 將冶金爐高溫液態廢棄渣放出流入保溫電爐中保溫，控制溫度1300?1340°C ;經 過保溫電爐保溫，實現控制溫度，均勻放出熱熔渣； (2) 直流保溫電爐高溫液態廢棄渣定量均勻放入四輥離心機，經過高速旋轉，熔融渣生 成纖維，用以制備礦棉纖維，沒有成棉的高錫渣由扒渣機送出； (3) 調質劑熔化，在電爐中加入適量的調質劑，溫度控制在1400°C?1500°C ;將其化學 成分、溫度、黏度調整到礦渣棉纖維熔體要求的范圍內，即熔體酸度系數Mk達到I. 1?1. 8， 酸度系數=(SiO2 +Al2O3V(CaCHMgO);攪拌熔體，使其均化； (4) 四輥離心機轉輪安裝有風套，高壓風送入風套，高壓風機將纖維拉升并吹散，并將 生成的礦棉吹入集棉室； (5) 集棉室里負壓風機將礦棉吸附在傳送帶上； (6) 傳送帶上尾部安裝有打包機，打包。
[0009] 所述的的高溫液態冶金爐廢棄渣是指銅、鎳、鉛、鋅、錫和鐵冶煉的廢棄渣。
[0010] 所述保溫電爐設計了調質劑熔化和熔體均化工藝過程，使廢棄渣礦漿熔體達到制 備礦渣棉纖維絲物相范圍，物料與調質劑百分配比：85%?100%廢棄渣、0?15%調質劑，礦 渣棉纖維物相酸度系數M k小于1. 7。
[0011] 物料與調質劑百分配比：85%?95%廢棄渣、5?15%調質劑。
[0012] 調質劑是石英石或石灰石或石英石和石灰石組成的混合物。
[0013] 步驟（3)在線檢測廢棄渣的酸度系數Mk。
[0014] 步驟（4)中，由熔融的高溫液態渣，通過保溫調節池的出料口送入四輥離心機高速 成纖，制成直徑小于7Mm的礦渣纖維絲，溫度控制在1250°C?1350°C之間。
[0015] 步驟（4)中，高壓風機將纖維拉升并吹散，并將生成的礦棉吹入集棉室，并與沒有 成纖的渣分離。
[0016] 上述為煙化爐處理貧銅爐渣時形成的高溫熱態廢棄渣，其主要化學組成為二氧 化娃、氧化錯、氧化I丐、氧化鎂、氧化錫，其含量范圍：Si0 2 30%?60%、Al2O3 5%?30%、CaO 10% ?19%、MgO〈5%、Fe024% ?35%。
[0017] 而礦棉纖維絲主要化學成分范圍：SiO2 36%?68%、Al2O3 5%?28%、CaO 23%? 48%。顯然銅、鉛、鋅、鎳、錫冶金爐廢棄渣除了 SiO2、Al2O3在礦渣棉含量范圍，而CaO不在 礦渣棉含量范圍，且FeO含量比較高，影響礦渣的流動性和纖維含渣率。
[0018] 本發明的有益效果： (1)本發明制備的礦棉纖維絲特別適用于保溫材料，有韌性，耐酸性能優越，防水性能 好。本發明生產的礦棉纖維經過加工生產保溫板、氈，可以廣泛應用于電力、冶金、石油化 工、輕工和建材等工業部門。在建筑領域，保溫板也大量用于墻壁和層面的保溫隔熱，其用 量巨大。隨著我國節能降耗要求提高，建立低碳環保社會，對保溫材料的用量將進一步加 大。
[0019] (2)本發明的方法，用銅、鉛、鋅、鎳、錫、鐵等高溫液態廢棄熔渣制備礦渣纖維的技 術已經獲得成功，是高效利用銅、鉛、鋅、鎳、錫等高溫液態廢棄渣顯熱技術的一項重大的突 破，更大的為銅、鉛、鋅、鎳、錫、鐵冶煉廠處理廢棄爐渣提高經濟效益，及為礦渣纖維制品大 幅度降低能耗和生產成本產生了重大影響，為礦渣纖維制品占領建筑市場及工業保溫市場 打下了良好的經濟基礎。
[0020] (3)本發明銅、鉛、鋅、鎳、錫、鐵等高溫液態廢棄熔渣顯熱回收率高，達到80%以 上。
[0021] 目前國內主要采用高爐干渣生產礦渣棉，該工藝未能很好地利用液態高爐渣的顯 熱，高爐渣重熔消耗焦炭量在250?300kg/t以上。本發明方法利用銅、鉛、鋅、鎳、錫等高 溫液態廢棄渣直接調質生產礦渣棉纖維，廢棄渣顯熱得以利用，可以大幅度降低礦渣棉纖 維的生產成本，這與國家節能減排的政策相吻合，同時顯現了資源的合理充分利用。
[0022] (4)銅、鉛、鋅、鎳、錫、鐵等高溫液態