專利名稱：制備礦物棉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備礦物棉的方法。
背景技術(shù)：
紅土鎳礦是由含鎳的巖石風(fēng)化、浸淋、蝕變、富集而成的，是由含鐵、鋁、硅等含水氧化物組成的疏松粘土狀礦石。紅土鎳礦是一種重要的鎳源，具有資源豐富、勘探與開采成本低、冶煉工藝逐漸成熟的優(yōu)勢。但電爐冶煉紅土鎳礦生產(chǎn)鎳鐵產(chǎn)生大量的冶煉洛，幾乎全部被作為廢棄物處理，不但污染環(huán)境，還增加了企業(yè)處理廢棄物的成本。鑒于鎳鐵渣的成分與礦物棉比較接近，因此可以直接采用紅土鎳礦制備礦物棉，能夠充分利用紅土鎳礦冶煉渣的同時(shí)降低了礦物棉的生產(chǎn)成本和能耗。
然而，目前對于制備礦物棉的方法，仍有待改進(jìn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種具有能夠有效利用紅土鎳礦制備礦物棉的方法。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該制備礦物棉的方法包括下列步驟將紅土鎳礦、鋁供體和還原劑進(jìn)行電爐冶煉，以便得到鎳鐵合金和液態(tài)紅土鎳礦冶煉渣；以及將得到的液態(tài)冶煉渣進(jìn)行制絲，以便得到所述礦物棉。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備礦物棉的方法，能夠有效地制備礦物棉，并且所得到的礦物棉的品質(zhì)較好。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該制備礦物棉的方法，還可以具有下列附加技術(shù)特征
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述紅土鎳礦、鋁供體和還原劑的重量比例為 100:5-30:5-25。由此，可以進(jìn)一步提高制備礦物棉的效率，以及進(jìn)一步提高所得到礦物棉的品質(zhì)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述鋁供體的粒度為l-100mm。由此，可以進(jìn)一步提高制備礦物棉的效率，以及進(jìn)一步提聞所得到礦物棉的品質(zhì)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述鋁供體為選自鋁土礦、煤矸石和粉煤灰中的至少一種。由此，可以進(jìn)一步提聞制備礦物棉的效率，以及進(jìn)一步提聞所得到礦物棉的品質(zhì)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述鋁土礦和煤矸石的至少一種的鋁含量為20-55重量％，鎂含量為至多5重量％。由此，可以進(jìn)一步提高制備礦物棉的效率，以及進(jìn)一步提高所得到礦物棉的品質(zhì)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述電爐冶煉采用功率為10000kW-30000kW的冶煉電爐，并且在1350-1550攝氏度下進(jìn)行所述電爐冶煉4-8小時(shí)。由此，可以進(jìn)一步提高制備礦物棉的效率，以及進(jìn)一步提聞所得到礦物棉的品質(zhì)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在進(jìn)行所述制絲之前，將所述液態(tài)冶煉渣排放至保溫爐中靜置。由此，可以進(jìn)一步提聞制備礦物棉的效率，以及進(jìn)一步提聞所得到礦物棉的品質(zhì)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在制絲過程中加入粘結(jié)劑。由此，粘結(jié)劑在礦棉制品表面形成一層光滑柔韌的保護(hù)層，增強(qiáng)了纖維的抗水性；改善了制品外觀，防止因纖維裸露而刺傷人，改善了后續(xù)施工的勞動(dòng)條件；降低制品在運(yùn)輸和施工過程中的破損率，進(jìn)而可以進(jìn)一步提聞制備礦物棉的效率，以及進(jìn)一步提聞所得到礦物棉的品質(zhì)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述制絲是通過離心和空氣噴吹的至少一種進(jìn)行的。 由此，可以進(jìn)一步提聞制備礦物棉的效率，以及進(jìn)一步提聞所得到礦物棉的品質(zhì)。
本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備礦物棉的方法流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明提出了一種制備礦物棉的方法。下面參考圖1，對根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的礦物棉制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖1所示，該制備礦物棉的方法包括下列步驟
SlOO :電爐冶煉
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在該步驟中，將紅土鎳礦、鋁供體和還原劑進(jìn)行電爐冶煉， 由此可以得到液態(tài)的鎳鐵合金和液態(tài)的紅土鎳礦冶煉渣。由于鎳鐵合金和冶煉渣的密度不同，因而可以容易形成分層，從而可以方便地通過現(xiàn)有手段對二者進(jìn)行分離。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以用于制備礦物棉的原料即紅土鎳礦的類型并不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，優(yōu)選采用地鐵高鎂型的紅土鎳礦，主要成份為Ni 1. 0-3. 0wt%, Fe 10-25wt%, MgO 15-35wt%, SiO2 :30_50wt%。由此，可以進(jìn)一步提高由紅土鎳礦制備礦物棉的效率和所得到礦物棉的品質(zhì)。
另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，制備礦物棉所用原料紅土鎳礦、鋁供體和還原劑的重量比例并不受特別限制。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，具體重量比例可以為=100:5-30:5-25。 由此，可以進(jìn)一步提聞制備礦物棉的效率，以及進(jìn)一步提聞所得到礦物棉的品質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在將原料進(jìn)行混合之前，可以將所采用的原料進(jìn)行粉碎，例如可以將鋁供體例如鋁土礦、煤矸石和粉煤灰的至少一種進(jìn)行粉碎至粒度為1-100_，紅土鎳礦為75微米以下的細(xì)小精礦。進(jìn)而，可以進(jìn)一步降低制備礦物棉的能耗，提高制備礦物棉的效率，提高所得到礦物棉的品質(zhì)，降低所得到礦物棉的成本，甚至可以符合巖棉的質(zhì)量要求。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，鋁土礦和煤矸石的至少一種的鋁含量為20-55重量％，鎂含量為至多5重量％。由此，可以進(jìn)一步提高通過采用鋁供體降低熔點(diǎn)，提高粘度的效率。進(jìn)而，可以進(jìn)一步降低制備礦物棉的能耗，提聞制備礦物棉的效率，提聞所得到礦物棉的品質(zhì)，降低所得到礦物棉的成本，甚至可以符合巖棉的質(zhì)量要求。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，發(fā)明人驚奇地意外發(fā)現(xiàn)，通常所得到的液態(tài)紅土鎳礦電爐冶煉渣的熔點(diǎn)較高，可以達(dá)到1450-1500攝氏度，粘度較低，一般粘度為O. 5-0. 8Pa *s，這樣高的熔點(diǎn)以及如此低的粘度不適于制備高品質(zhì)的礦物棉。發(fā)明人經(jīng)過深入研究意外發(fā)現(xiàn)， 造成此問題的原因居然是由于鋁含量較低，鎂含量較高所造成的。例如，常規(guī)紅土鎳礦電爐冶煉所產(chǎn)生的液態(tài)紅土鎳礦電爐冶煉渣的鋁含量為2-15重量％，鎂含量為15-30重量％。 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過提高液態(tài)紅土鎳礦電爐冶煉渣中的鋁含量，例如通過在未經(jīng)冶煉的紅土鎳礦中添加鋁供體，可以有效地降低該液態(tài)紅土鎳礦電爐冶煉渣的熔點(diǎn)，提高其粘度，例如， 通過采用加入鋁供體，可以有效地，將液態(tài)紅土鎳礦電爐冶煉渣的鋁含量提高至為10-20 重量％，鎂含量降低至為15-25重量％。從而，可以使得混合物的熔點(diǎn)降低至1250-1450攝氏度，粘度達(dá)到1. 5-3. OPa · S。由此，可以進(jìn)一步降低制備礦物棉的能耗，提高制備礦物棉的效率，提高所得到礦物棉的品質(zhì)，降低所得到礦物棉的成本，甚至可以符合巖棉的質(zhì)量要求。
在本文中，所使用的術(shù)語“鋁供體”的含義是，任何能夠提高液態(tài)紅土鎳礦電爐冶煉渣中鋁含量的物質(zhì)，其可以任何形式提供鋁，以便提高鋁含量。例如，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用的鋁供體的形式不受特別限制，例如可以為鐵尾礦、煤矸石、鋁土尾礦、粉煤灰或者粘土。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所采用的鋁供體可以以氧化鋁的形式提高液態(tài)紅土鎳礦電爐冶煉渣中的鋁含量。例如，可以采用的鋁供體可以為選自鋁土礦和煤矸石的至少一種 (有時(shí)也稱為“鋁土礦和/或煤矸石”)。由此，可以有效地以氧化鋁的形式，提高液態(tài)紅土鎳礦電爐冶煉渣中的鋁含量，進(jìn)而可以有效地降低該液態(tài)紅土鎳礦電爐冶煉渣的熔點(diǎn)，提高其粘度，由此，可以進(jìn)一步降低制備礦物棉的能耗，提聞制備礦物棉的效率，提聞所得到礦物棉的品質(zhì)，降低所得到礦物棉的成本，甚至可以符合巖棉的質(zhì)量要求。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將紅土鎳礦、鋁供體和還原劑進(jìn)行冶煉所用的電爐并不受特別限制，例如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以采用功率為10000kW-30000kW的冶煉電爐，由此，可以進(jìn)一步降低制備礦物棉的耗能，提高制備礦物棉的效率。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，電爐冶煉的溫度和時(shí)間并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，將紅土鎳礦、鋁供體和還原劑在1350-1550攝氏度下進(jìn)行電爐冶煉4-8小時(shí)。由此，可以在降低制備礦物棉的能耗的同時(shí)，進(jìn)一步提聞制備礦物棉的效率，進(jìn)而提聞所得到礦物棉的品質(zhì)，甚至可以達(dá)到符合巖棉的質(zhì)量要求。
S200 :制絲
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在該步驟中，將前述電爐冶煉步驟中所得到的液態(tài)冶煉渣進(jìn)行制絲，由此，可以得到礦物棉。
如前所述，在電爐冶煉步驟中將鋁供體與紅土鎳礦和還原劑混合后進(jìn)行冶煉，由于加入了適量的鋁供體，降低了所得到的電爐冶煉渣的熔點(diǎn)，提高了其粘 度，例如，熔點(diǎn)可以降低至1250-1450攝氏度，粘度達(dá)到1. 5-3. OPa · S。由此，可以通過常規(guī)的制絲手段，以所得到的液態(tài)冶煉渣作為原料，有效地獲得礦物棉，并且該方法能夠有效的提高所得到礦物棉的品質(zhì)，甚至可以達(dá)到符合巖棉的質(zhì)量要求。
根據(jù)本法發(fā)明的具體實(shí)施例，可以在制絲過程中加入粘結(jié)劑。從而進(jìn)一步提高冶煉禮:的粘度。由此，可以進(jìn)一步提聞制備礦物棉的效率，進(jìn)而提聞所得到礦物棉的品質(zhì)，甚至可以達(dá)到符合巖棉的質(zhì)量要求。這里所使用的表達(dá)方式“在制絲過程中加入粘結(jié)劑”應(yīng)做廣義理解，其即可以是在在進(jìn)行制絲之前，將粘結(jié)劑與冶煉渣混合，也可以是在制絲設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，逐步加入粘結(jié)劑。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以用于進(jìn)行制絲的手段并不受特別限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，制絲是非常成熟的技術(shù)，關(guān)于制絲的手段，可以采用任何已知的制絲方法和設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述制絲是通過離心和空氣噴吹的至少一種進(jìn)行的。由此， 可以進(jìn)一步降低制備礦物棉的能耗，提聞制備礦物棉的效率，提聞所得到礦物棉的品質(zhì)，降低所得到礦物棉的成本，甚至可以符合巖棉的質(zhì)量要求。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，在得到液態(tài)的電爐冶煉渣之后，在進(jìn)行制絲之前，可以對所得到的電爐冶煉渣進(jìn)行靜置，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，將液態(tài)冶煉渣進(jìn)行靜置的時(shí)間并不受特別限制，例如根據(jù)本發(fā)明的具體示例靜置的時(shí)間可以為2-4小時(shí)。由此，可以提高所得到礦物棉的品質(zhì)，甚至可以達(dá)到符合巖棉的質(zhì)量要求。
下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說明的是這些實(shí)施例僅僅是說明性的，而不對本發(fā)明作出任何限制。
實(shí)施例
I)原料低品位紅土鎳礦
原料成分=SiO2:30wt%、Al2O3 :5wt%、MgO :15wt%、CaO :0. 5wt%、FeOn :40wt%、Ni 1. 5wt%
粉煤灰成分Si0255. 2wt%、Al2O3 :20. 8wt%、MgO :0. 8wt%、CaO :3. 3wt%、Fe2O3 2wt%
2)將原料15t，配入焦炭800kg，粉煤灰2. 25t混合均勻后在15000kW的電爐中還原融化，控制爐溫在1450-1550°C，4h以后從渣口放出爐渣，從鎳鐵口放出鎳鐵合金。將得到爐渣在IOOOOkW的電爐中靜置2h后采用多滾離心機(jī)制絲。
3)取樣分析結(jié)果如下
爐禮:成分Si0249wt% > Al2O3 14wt%> MgO 19wt%> CaO lwt%> FeO 19wt%> Ni 0. 15wt% ；
測試粘度2.54Pa · s (1300。。)、1. 23Pa · s (1400。。)、0. 64Pa · s (1500。。)；
鎳鐵中鎳品位為6. 9wt% ；
纖維的平均直徑為6. 3微米。
由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，利用本發(fā)明制備礦物棉的方法，可以進(jìn)一步降低制備礦物棉的能耗，提高制備礦物棉的效率，制備的礦物棉纖維品質(zhì)得到顯著提高，其平均直徑達(dá)到6. 3 微米，基本達(dá)到巖棉的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以 合適的方式結(jié)合。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明 的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種制備礦物棉的方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟 將紅土鎳礦、鋁供體和還原劑進(jìn)行電爐冶煉，以便得到鎳鐵合金和液態(tài)紅土鎳礦冶煉渣；以及 將所述液態(tài)冶煉渣進(jìn)行制絲，以便得到所述礦物棉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述紅土鎳礦、鋁供體和還原劑的重量比例為100:5-30:5-25。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋁供體的粒度為l-100mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋁供體為選自鋁土礦、煤矸石和粉煤灰中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述鋁土礦、煤矸石和粉煤灰的至少一種的鋁含量為20-55重量％，鎂含量為至多5重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述電爐冶煉采用功率為10000kff-30000kff的冶煉電爐，并且在1350-1550攝氏度下進(jìn)行所述電爐冶煉4_8小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在進(jìn)行所述制絲之前，將所述液態(tài)冶煉渣排放至保溫爐中靜置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在制絲過程中加入粘結(jié)劑。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種制備礦物棉的方法。該制備礦物棉的方法包括下列步驟將紅土鎳礦、鋁供體和還原劑進(jìn)行電爐冶煉，以便得到鎳鐵合金和液態(tài)紅土鎳礦冶煉渣；以及將所述液態(tài)冶煉渣進(jìn)行制絲，以便得到所述礦物棉。利用該方法，可以有效提高制備礦物棉的效率和品質(zhì)，以及進(jìn)一步提高紅土鎳礦的資源化利用程度和產(chǎn)品的附加值。
文檔編號C03B37/06GK103043895SQ20121059024
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者黎敏, 唐續(xù)龍, 馬明生, 尉克儉, 鄔傳谷 申請人:中國恩菲工程技術(shù)有限公司