[发明专利]一种利用镍铁冶炼废渣制取超细无机纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超细无机纤维的制备方法，具体涉及一种利用镍铁冶炼废渣制取超细无机纤维的方法。

背景技术

镍是生产不锈钢的必需合金元素，是重要的战略金属。随着镍矿资源的日益开发，用红土镍矿冶炼镍成为新的发展趋势。用红土镍矿生产镍铁大都采用矿热炉还原熔炼，炉渣量占到原料的80％～90％，数量巨大。由于这种炉渣不会对环境造成化学污染，在国际上主要用于在沿海地区填海造地。如果工厂深处内陆，其大量堆存将占用越来越多的土地，日益成为阻碍工厂发展和镍铁新工艺推广应用的主要问题。

冶金炉渣在建筑材料领域的资源化利用已经有大量成功案例，中国冶金炉渣利用率约为72％，利用途径主要为水泥混合材、混凝土掺合料、道路材料、回填材料、砖和砌块等建筑制品，以及用作农肥改良酸性土壤。国外冶金炉渣的主要利用途径包括制备波特兰水泥、用作高强混凝土集料的替代材料、替代石灰石集料用作路基材料、用于制备防滑路面砖以及水硬性路面胶凝材料等。镍铁合金矿热炉渣由于CaO含量较少，其利用率相对较低的。在国外主要用作混凝土细集料、与石灰石和矾土复合制作高铝水泥、与碱激发剂复合制作复合无机聚合物等；国内对镍铁合金矿热炉渣的利用研究尚鲜有报道。据报道日本水岛钢铁公司和建材企业共同组建了川铁石棉公司，从1989年开始，采用将镍铁高炉溶渣改性后急冷的工艺制造石棉。该公司生产两种产品，一种是板状的保温绝热吸音材料；一种是粒状绵的用于耐火涂料和建筑原料用材。

中国专利CN101293731也披露了一种利用镍铁熔渣显热生产矿棉的方法，是以红土镍矿为基础原料、将温度为1450～1500℃、酸度系数≥1.25的镍铁熔渣注入容量为15吨的电力保温炉内，无须添加任何熔剂，将熔体温度调整并保持在1350～1400℃的范围内，然后通过水冷可控流口和导流槽将调温后的熔体，准确引导至四辊离心机，使得镍铁熔渣直接转换为矿棉纤维。

但单纯使用镍铁熔渣直接转换为矿物纤维，由于其成纤成分比例不尽合适，故纤维强度性能并不尽善。

中国每年产生铁合金渣约1000万吨，并且每年还以约800万吨的速度继续增加。因此，尽早寻求经济合理的技术途径，正确处置和综合利用镍铁合金矿热炉渣，对保持镍行业的持续健康发展和技术的推广应用具有重要的战略意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充分利用镍铁冶炼废渣，减少环境污染，变废为宝制取超细无机纤维的方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：首先将镍铁冶炼废渣与玄武岩按质量比45％～65％∶55％～35％进行调配，使原料中硅氧复合离子的O/Si比值为4.0～4.6，使然后将其粉碎至粒径为5～20μm的颗粒加入高温熔炼转化炉中，在1500度～1600度熔融，将熔化的原料通过离心高速成纤设备及渣球分离，制成直径为0.01～0.05mm、长度为0.8～8mm的超细无机纤维；在制得的超细无机纤维中加入纤维质量0.8％～1.5％的软化增强改性剂通过干法或湿法对超细无机纤维进行表面改性处理即可。

本发明制得的超细无机纤维可以作为新型保温、蓄冷、吸音、防火轻质建筑材料等。本发明充分利用工业固体废弃物，减少了环境污染。

具体实施方式

本发明通过对现有技术中的镍铁炉渣分析，结果如下表：

表 红土矿镍铁电炉还原炉渣全分析平均值(％)