[發明專利]一種熱態高爐渣制礦棉用調質料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410443319.1
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104496190A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 朱春江;李勝春;陳鐵軍;王品益;高曉駿;沈健
• 申請（專利權）人: 寶鋼礦棉科技（寧波）有限公司
• 主分類號: C03C13/06
• 分類號: C03C13/06;C03C1/00
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及礦棉生產技術領域，具體涉及一種熱態高爐渣制礦棉用調質料及其制備方法。

背景技術

隨著全球經濟的快速發展，能源緊缺的問題愈加嚴重，節能減排技術成為世界各國的研究熱點。當前，我國能源形勢嚴峻，產品能耗指標過高，主要用能產品的單位產品能耗比發達國家高25～90%（加權平均高40%左右）；其次產值能耗高，我國的產品產值能耗是世界上最高的國家之一，例如每千克油當量的能源，日本企業平均可以創造出10.2美元的產值，中國只能創造出0.7美元，僅為日本的1/15；我國單位能源使用產生的GDP，目前只有發達國家平均水平的1/5～1/16左右。與此同時，我國礦產資源和能源的利用率都很低，我國礦產資源總回收率僅為30～50%，比世界平均水平低10～20個百分點；單位產品產值能耗為世界平均水平的2.3倍。這些是造成我國產品生產成本高、企業經濟效益差的重要原因之一。

作為“環境協調材料”的礦棉制品在傳統工藝的制備過程中生產一噸制品平均需要消耗能源約550公斤標準煤（包括焦、電等），能耗費用占工廠成本的30%以上，致使礦棉制品的銷售價格高居不下，一般都在2400-3500元/噸（礦棉）以上，成為礦棉制品難以進入建筑市場最為突出的瓶頸問題之一。欲降低礦棉制品的銷售價格的關鍵之一是降低其能耗。雖然通過在傳統工藝上采用一些新技術（如加熱送風、富氧送風等）也能達到節能的目的，但降耗的幅度有限。而屬于硅酸鹽體系的高爐熱態熔渣卻具有很高的溫度(1400～1600℃)，其平均熱焓約為1670MJ/t，屬于高品質的余熱資源，具有很高的回收價值。由于高爐熔渣用途很廣，因此熔渣能量的回收原則是不僅要回收其余熱資源，而且要便于爐渣的再利用，同時不產生環境污染。但目前，國內外高爐熔渣多以水淬法為主，熱量無法回收利用。因此，采用高爐熱態熔渣制備礦棉有利于解決上述技術領域中各自存在的問題，實現了礦棉制備過程中的節能降耗和高爐熱態熔渣熱量再利用的有機統一，是當今研究的熱點技術之一。

熱態熔渣直接產品化是渣處理重心的前移，可以理解為一種“渣冶煉”工藝，其技術難度高于冷態渣處理，但綜合利用效率及產品附加值遠高于冷態渣，將成為冶金渣利用領域的全新課題。熱態熔渣產品開發與應用研究是對傳統渣處理技術的一次突破性嘗試：傳統的渣處理工藝是在常溫狀態下實現渣鐵分離后，再將尾渣加工成建材等產品進行應用；熱態熔渣產品化新工藝則是在高溫狀態下實現這一過程，其綜合能耗降低，產品附加值大幅提升。新裝備、新工藝的采用，在節約資源和能源的同時，可實現經濟效益的最大化，使固廢綜合利用形成良性循環，符合當前國家節能減排政策，具有重要的現實意義。

熱態高爐渣制礦棉的過程中，需要在熱態高爐渣（1400-1600℃）中添加一定量的調質料改善其理化性能（調質料大致占礦棉組成質量百分比為10-20%），使高溫熔體滿足礦棉制備的品質要求，目前這方面的研究有限，現有的調質料通常由長石與硅砂、玄武巖、白云石中的一種或幾種混合組成，但該調質料的調質效果一般，尤其是在改善礦棉高溫熔體內部的氣泡、條紋等缺陷，以及玻璃化的生成能力，熔體成纖率，成纖纖維品質，礦棉外觀品質（礦棉纖維的色差大、成色復雜）等方面的調質效果不佳。因此本發明公布了一種熱態高爐渣制礦棉用調質料及其制備方法，該調質料配比具有成本低廉、原料易于加工及獲取，調質效果優異的特點。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種熱態高爐渣制礦棉用調質料及其制備方法，其不僅具有成本低廉，原料易于獲取、加工，可有效降低調質料生產成本；而且調質效果顯著，制備的礦棉高溫熔體玻璃態良好，成纖率高，成纖品質佳，礦棉外觀品質好，酸度系數可調等特點，可滿足多樣化的市場需求。

本發明的技術方案是：

一種熱態高爐渣制礦棉用調質料，該熱態高爐渣制礦棉用調質料，其原料組成質量百分比為：霞石為30-80%，粉煤灰為5-40%，Cr₂O₃為2-10%，NaNO₃為5-20%。

礦棉制備過程中，在熱態高爐渣中加入調質料的目的之一是為了調整礦棉的酸度系數，高爐渣的酸度系數約為1.0，為了滿足礦棉酸度系數的要求，需要加入酸性氧化物，主要是SiO₂和Al₂O₃來調節，使礦棉的酸度系數大于1.1，從而滿足礦棉對酸度系數的要求。同時，調質料的引入有利于降低高爐渣的熔點、使其高溫粘度和高溫電阻降低，強化高爐渣的澄清和均化過程，促進其玻璃化的形成，有利于實現礦棉所需熔體的順利熔化，且有效的降低了熔化過程中的能耗。