[實用新型]一種高鋁粉煤灰制備陶瓷纖維的除鐵除碳裝置

有效

• 申請號: 201420042251.1
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN203700212U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 張作泰;王習東
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: C04B35/626
• 分類號: C04B35/626
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本實用新型涉及一種除雜裝置，尤其涉及一種高鋁粉煤灰制備陶瓷纖維的除鐵除碳裝置，屬于高鋁粉煤灰的加工除雜和再利用領域。

背景技術

我國是煤炭生產和消費大國，尤其是在電力生產領域，每年都要消耗數十億噸計的煤炭，而這產生了大量的粉煤灰。尤其是在煤炭大省，例如內蒙古、山西等地堆存了大量粉煤灰，這既占用土地，又污染環境。

但另一方面，粉煤灰中富含鋁和硅等有價元素，是一種潛在的二次資源；特別是山西北部、內蒙等地含有高氧化鋁的粉煤灰更具有優越的高值化利用價值。因此，若能實現高鋁粉煤灰的高效綜合利用，則不僅能解決環境污染問題，而且能獲取可觀的經濟效益。

針對粉煤灰的化學組成等特點，目前處理粉煤灰的方法主要是用作建材的原料，制備蒸壓轉、蒸壓砌塊、墻體材料及免燒磚等等，高值化技術較少。對于高鋁粉煤灰，可替代部分高嶺石來制備陶瓷纖維，實現高值化利用，但這需要除去其中存在的雜質如碳和氧化鐵等，如果存在這些雜質，則導致由高鋁粉煤灰制得的陶瓷纖維的高溫使用性能不能滿足實際要求，因此在粉煤灰的高附加值利用之前，需要除去其中的這些雜質。

除雜方法中，碳熱還原法是重要的一種，使用該方法可除去粉煤灰中的碳及氧化鐵，但是在處理過程中，需要高溫反應，導致處理成本過高，，一直是難以解決的技術問題。

因此，基于上述缺陷，在粉煤灰處理領域，如何徹底去除粉煤灰中的殘余碳和金屬氧化物尤其是氧化鐵，充分利用高鋁粉煤灰中有價元素則成為一個研究熱點和重點，更是本發明得以完成的出發點和動力所在。

實用新型內容

針對上述存在的諸多缺陷，本發明人經過大量的深入研究，在付出了充分的創造性勞動后，從而完成了本發明。

具體而言，本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種高鋁粉煤灰制備陶瓷纖維的除鐵除碳裝置，以解決難以徹底去除粉煤灰中的殘余碳和金屬氧化物尤其是氧化鐵，從而解決了高鋁粉煤灰利用率及利用附加值低的技術問題，實現了高鋁粉煤灰的高附加值再利用，變廢為寶，同時保護了環境，具有很高的經濟價值、社會意義和環境保護價值。

為解決上述技術問題和實現上述技術需求，本實用新型的技術方案在于提供了一種高鋁粉煤灰制備陶瓷纖維的除鐵除碳裝置，所述除鐵除碳裝置包括熔融槽，所述熔融槽頂部敞口，所述熔融槽的槽底傾斜設置，所述槽底的中部位置設有出料口，所述槽底的最低位置設有鐵液出口，所述熔融槽內設有三根用于加熱所述熔融槽內物料的熔融電極，三根所述熔融電極之間互成60-120°夾角，例如可為60°、80°、100°或120°。

在本實用新型的除鐵除碳裝置中，作為一種優選技術方案，優選三根所述熔融電極之間互成120°夾角。

在本實用新型的除鐵除碳裝置中，作為一種優選技術方案，所述出料口內設有一防止熔融液凝固的防凝電極。

在本實用新型的除鐵除碳裝置中，作為一種優選技術方案，所述鐵液出口內設有一防止鐵液凝固的防凝電極。

在本實用新型的除鐵除碳裝置中，作為一種優選技術方案，所述熔融槽包括內槽體和外槽體，所述內槽體與外槽體之間設有冷卻夾層，所述冷卻夾層通過管道連接冷卻水源，所述管道上設有截止閥。

在本實用新型的除鐵除碳裝置中，作為一種優選技術方案，所述熔融槽內設有若干橫向布置且由陶瓷材料制成的曝氣管，所述曝氣管上開設有若干通氣孔，所述曝氣管貫穿所述熔融槽且所述曝氣管一端封閉，另一端連接壓縮空氣源。

在本實用新型的除鐵除碳裝置中，作為一種優選技術方案，所述曝氣管設置成靠近所述槽底，從而具有最大的曝氣效率。

在本實用新型的除鐵除碳裝置中，除非另有規定，自始至終，術語“熔融液”是指高鋁粉煤灰及高嶺石融化后包括氧化鋁、氧化硅液體的、除去了氧化鐵和殘存碳后的液體，除去碳和鐵后的該熔融液從出料口流出，經過甩絲方法可得到高品質、高性能的陶瓷纖維。而原來粉煤灰中的殘存碳與氧化鐵在高溫加熱中發生反應生成氣體排出，生成的鐵液則從鐵液出口排出，回收金屬鐵。

在本實用新型的除鐵除碳裝置中，除非另有規定，自始至終，術語“熔融體”是指包含了鐵液和熔融液的最初的熔融混合物，而隨著處理的進行，慢慢物理分層成為所述鐵液和所述熔融液。

由于采用了上述技術方案，本實用新型取得了如下的有益技術效果：