[发明专利]一种基于矿渣棉调质的粉煤灰综合利用方法

说明书

本发明属于冶金固废综合利用和矿渣棉生产领域，具体公开了一种基于矿渣棉调质的粉煤灰综合利用方法，其步骤为磁选提铁、矿物渣加热熔化、热熔渣调制及成纤制棉，成型的纤维在冷风作用下与水溶胶结合形成棉基，这些棉基纤维再经过集棉、布棉、成型等工艺即可得到矿渣棉，从而使得粉煤灰中铁元素得到富集利用，而尾矿中富含SiO2、Al2O3等黏土质特性的低铁粉煤灰又作为调质剂加以利用，解决了常规成棉率不高和存在鸣爆等安全风险的问题，也从根本上消除了粉煤灰作为冶金固废对环境的影响，达到了资源综合化利用，实现了经济和社会的双重效益。

技术领域

本发明属于冶金固废综合利用和矿渣棉生产领域，具体是一种基于矿渣棉调质的粉煤灰综合利用方法。

背景技术

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰。酒钢的粉煤灰主要是燃煤电厂排出的固体废物。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。

粉煤灰在酒钢也实现了部分的资源化利用，如作为混凝土的掺合料或制成粉煤灰砖等，但随着不锈钢和铝业板块的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，粉煤灰仍然是当前排量较大的工业废渣之一。粉煤灰资源化利用的最新尝试是进行提铁处理，并获得发明专利（专利申请公布号CN 105689112 A，发明名称《一种粉煤灰磁选铁精矿方法》）。该方法使粉煤灰中的铁资源得到充分的回收利用，但是磁选之后的尾矿为低铁粉煤灰，如果不加以有效利用，对环境的影响仍然存在。

粉煤灰的化学组成与粘土质相似，主要氧化物组成为SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO等，因此，可以利用其自身的酸性来作为矿渣棉生产过程中的调质剂。矿渣棉是利用高炉矿渣等工业废料为主要原料，经熔化、采用高速离心法或喷吹法等工艺制成的棉丝状无机纤维，可用于建筑物的填充绝热、吸声、隔声、制氧机和冷库保冷及各种热力设备填充隔热等。由于高炉矿渣等工业废料达不到制取矿渣棉的酸度系数要求，因此，在高炉矿渣等工业废料在熔化过程中加入适量的粉煤灰等作为调质剂，使该热熔渣的酸度系数达到标准要求。

在矿渣棉制作工艺中，其熔化或保温环节是使用电弧炉或冲天炉进行供热的。如果热熔渣中含有铁氧化物，由于炭质电极（或冲天炉中作为热源的焦炭）的存在，部分铁氧化物会还原成金属铁，这些高温呈液态的金属铁随热熔渣一起排出炉外参与拉纤过程，一方面将会产生部分渣球而影响成棉率，另一方面在遇到水溶胶时可能会发生连续的鸣爆现象而增加不安全风险。基于此种情况的存在，影响了粉煤灰提铁技术的应用，也制约了粉煤灰等冶金固废的综合利用。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，针对粉煤灰等冶金固废综合利用率低的问题，提供了一种基于矿渣棉调质的粉煤灰综合利用方法。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种基于矿渣棉调质的粉煤灰综合利用方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：磁选提铁

从燃煤电厂和蒸汽锅炉排出的干式粉煤灰，通过磁选提铁使得粉煤灰中铁品位由7〜15%富集到45〜50%作为铁精矿使用，大部分从尾矿抛出低铁粉煤灰可作为矿渣棉调质剂加以利用；

步骤二：矿物渣加热熔化

以高炉矿渣工业废料为主要原料，在电弧炉中进行矿物渣加热熔化处理，高炉矿渣工业废料在热熔状态下使用效果更佳,确保工业矿渣的显热得到充分利用；

步骤三：热熔渣调制

当电弧炉内的高炉矿渣工业废料在熔化或加热过程中，同步加入经磁选工艺排出的低铁粉煤灰进行热熔渣调制，使得最终形成温度为到1550-1630℃的热熔渣，其酸度系数为1.2-1.6；

步骤四：成纤制棉