阅读说明：本技术 一种利用湿法冶金红土镍矿的浸出渣制备矿物棉纤维的方法及其应用 (Method for preparing mineral cotton fiber by using leaching residues of hydrometallurgy laterite nickel ore and application of mineral cotton fiber ) 是由 曲景奎 王腾跃 张萌 于 2019-01-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用湿法冶金红土镍矿的浸出渣制备矿物棉纤维的方法及其应用,所述方法为：以湿法冶金红土镍矿的浸出渣为原料,在原料中添加调制剂,常温固态混合调制使酸度系数≥1.2,然后将混料熔融、出料、成丝得到矿物棉纤维；或,以湿法冶金红土镍矿的浸出渣为原料,将原料熔融、出料、成丝得到矿物棉纤维。该方法可减少固废,降低环境污染,用于制备岩棉,提高建筑隔热保温性能,提高能源利用率,降低能耗。(The invention discloses a method for preparing mineral wool fibers by utilizing leaching residues of hydrometallurgical laterite-nickel ore and application thereof, wherein the method comprises the following steps: leaching slag of hydrometallurgy laterite-nickel ore is taken as a raw material, a modulating agent is added into the raw material, the raw material and the modulating agent are mixed and modulated at normal temperature and in a solid state, so that the acidity coefficient is more than or equal to 1.2, and then the mixed material is melted, discharged and filamentized to obtain mineral wool fiber; or, the leaching slag of the hydrometallurgy laterite-nickel ore is taken as a raw material, and the raw material is melted, discharged and filamentized to obtain the mineral cotton fiber. The method can reduce solid waste and environmental pollution, is used for preparing rock wool, improves the heat insulation performance of buildings, improves the energy utilization rate and reduces energy consumption.)

一种利用湿法冶金红土镍矿的浸出渣制备矿物棉纤维的方法 及其应用

技术领域

本发明涉及矿棉生产技术领域，具体涉及一种利用湿法冶金红土镍矿浸出渣制作矿物棉的方法。

背景技术

在矿物冶炼行业，无论是湿法冶金还是火法冶金，都会不可避免的产生大量的固体废物——矿渣。在专利“一种利用盐酸选择性浸出蛇纹石型红土镍矿的方法”(申请号：201510007547.9)中，每吨红土镍矿就有大概0.6吨的浸出渣固废。如果将浸出渣合理的利用来进行岩棉成品的制作，一方面不仅可以减少固体废物对环境的污染，另一方面岩棉应用到建筑中可起到保温的作用，提高能量利用率。人们已经对于红土镍矿的火法冶金所得矿渣制备矿棉进行了一些研究，而且也有了一些技术突破，比如专利“一种在转炉钢过程中将钢渣熔炼成矿物”(201711500635.8)、专利“制备矿物棉方法”(申请号201210592611.0)、专利“高炉热态熔渣矿棉制备系统”(申请号：201410400161X)等，充分利用了火法冶金矿渣中的显热热量来制备矿棉。但是，该方法调制需要矿渣在高温状态下将调制剂加入到物料中，由于炉渣粘度大，加入物料后，物料混合并不均匀，造成所出矿棉成品质量也参差不齐。为了提高矿棉质量，本发明探究湿法冶金所得浸出渣在常温粉体状态下加入添加剂，混合均匀后再加入到高温炉中进行熔融，使熔融液成分均一，以提高矿棉的产品质量。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种利用湿法冶金红土镍矿的浸出渣制备矿物棉纤维的方法，该方法可减少固废，降低环境污染，用于制备岩棉，提高建筑隔热保温性能，提高能源利用率，降低能耗。

本发明提供一种可行的方法使添加剂与浸出渣混合均匀，提高岩棉产品质量。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种利用湿法冶金红土镍矿的浸出渣制备矿物棉纤维的方法，所述方法为：

以湿法冶金红土镍矿的浸出渣为原料，在原料中添加调制剂，常温固态混合调制使酸度系数≥1.2，然后将混料熔融、出料、成丝得到矿物棉纤维；

或，

以湿法冶金红土镍矿的浸出渣为原料，将原料熔融、出料、成丝得到矿物棉纤维。

优选地，酸度系数的范围为1.2-2.5。

优选地，熔融的温度≥1200℃。

本发明还提供了矿物棉纤维在矿棉板和粒状棉制备中的应用。

矿物棉采用如下的方法制备：矿物棉纤维中添加粘结剂、铺棉、压棉、固化、切割形成矿棉板。

本发明利用湿法冶金所得红土镍矿浸出渣制备矿物棉。该方法以浸出渣作为基料，添加或不添加调制剂对原料进行调制，但保证酸度系数≥1.2，将混料在1300-1900℃的温度条件下进行熔融，并用四辊离心机或喷吹设备制备出优质的矿物棉。具体的实施案例按下述工艺流程进行操作：

浸出渣→调制→混料→熔融→成丝→压棉→固化→切割→矿棉板。

在本发明的一个实施案例中，所得浸出渣为湿法冶金红土镍矿浸出渣，包括盐酸浸出红土镍矿所得浸出渣或硫酸浸出红土镍矿浸出渣。

在本发明的一个实施案例中，可以不加入调制剂，直接对湿法冶金红土镍矿浸出渣进行高温熔融，在不低于1500℃，优选的在1500℃-1800℃条件下将浸出渣熔融，并通过四辊离心机或喷吹设备制备成矿物棉。

在本发明的一个实施案例中，可以在浸出渣中加入调制剂进行调制，调制剂包括但不限于玄武岩、煤矸石、石灰石、白云石、铝土矿、氧化镁、氧化钙、氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化钠、氧化钾、铁渣等中的一种或几种。采用立式混料机或者平躺式混料机将浸出渣和调制剂按一定质量的配比(10％-50％)进行混合，混合均匀后放入高温炉中进行熔融，温度不低于1200℃，优选在1400-1600℃的条件下进行熔融，之后通过四辊离心机或喷吹设备制备成丝，然后经过固化切割成矿棉板。

在本发明的一个实施案例中，上述所述的调制剂和浸出渣粉末的尺寸为0.1-20000μm，物料尺寸越小，物料混合的越均匀。这样才能保证物料熔融时保持成分的均匀，从而形成性能稳定的岩棉。

在本发明的一个实施案例中，为了保证不对环境的污染，实现固液气零排放，该发明采用先进的高温炉进行熔样。包括但不限于冲天炉、电弧炉、天然气炉、变频炉，冲天炉尾气排放是经过脱硫脱硝处理；电弧炉采用电弧加热的方式没有废气排出；天然气炉采用的燃料为清洁能源排出为水和二氧化碳；中频感应电炉以电磁感应的方式产热也没有污染。

在本发明的一个实施案例中，浸出渣熔融之后通过四辊离心机或喷吹设备制备成丝。可以用于进行制丝的手段不受特别限制。现在制丝技术非常成熟，在本行业技术人员可以理解的是，采用任何已知的制丝方法和设备都包括在本发明制丝范围内。根据本发明的实施案例，上述的制丝方法是通过离心或喷吹中的至少一种成丝方式。

在本发明的一个实施案例中，通过集棉机、输棉机、摆锤机、打褶加压机、固化炉、切割机形成矿棉板成品。同样的，上述制作棉板成品的设备，在本行业技术人员可以理解的是，采用任何已知的岩棉板制作方法和设备都包括在本发明范围内。

附图说明

图1为利用湿法冶金红土镍矿的浸出渣制备矿物棉纤维的流程图；

图2为根据本发明实施例4的温度—粘度曲线。

具体实施方式

本说明书中公开得任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。所述仅仅是为了帮助理解本发明，不应该视为对本发明的具体限制。

下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

以浓盐酸浸出红土镍矿浸出渣(蛇纹石型红土镍矿或褐铁型红土镍矿)为原料，浸出渣粉末的尺寸为0.1-20000μm不对浸出渣进行调制，直接将浸出渣放入高温炉中进行熔融。待高温炉升温至1500℃时保温两个小时，打开炉孔将熔融的浆料流到四辊离心机的辊上，经高速离心成棉。在离心成棉的同时将树脂胶喷雾撒到矿棉上，之后经过集棉机将棉收集起来，经输送机输送到打褶机加压机上，之后送入固化炉中进行固化成型，最后切割成矿棉板成品。

实施例2

以浓硫酸浸出红土镍矿浸出渣(蛇纹石型红土镍矿或褐铁型红土镍矿)为原料，不对浸出渣进行调制，直接将浸出渣放入高温炉中。将高温炉温度设定为1800℃，随着料温的逐渐升高，物料开始熔融。物料熔融后在重力作用下随着导料槽流出炉体到四辊离心机辊上，同时物料一直持续添加以连续生产。熔融的浆料流到四辊离心机的辊上，经高速离心成棉。在离心成棉的同时将树脂胶喷雾撒到矿棉上，之后经过集棉机将棉收集起来，经输送机输送到打褶机加压机上，之后送入固化炉中进行固化、切割形成成品矿棉板。

实施例3

如图1所示，以浓盐酸浸出红土镍矿浸出渣(蛇纹石型红土镍矿或褐铁型红土镍矿)为基础原料，掺杂铝土矿进行调制，调制剂和浸出渣粉末的尺寸为0.1-20000μm，使混合物料的酸度系数为1.2。浸出渣中掺入10％-50％的铝土矿，然后采用混料机进行搅拌。待物料混合均匀后经过一定的处理，将物料加入高温炉中进行熔融，熔融温度1600℃。物料熔融后在重力作用下随着导料槽流出炉体到喷吹设备的喷嘴处，同时物料一直持续添加以连续生产。熔融的浆料流到四辊离心机的辊上，经高速离心成棉。在离心成棉的同时将酚醛树脂胶喷雾撒到矿棉上，之后经过集棉机将棉收集起来，经输送机将棉花送入造粒机中进行造粒，之后进行渣球分离。最终形成含有3％含渣量的粒状棉。

实施例4

以浓硫酸浸出红土镍矿浸出渣(蛇纹石型红土镍矿或褐铁型红土镍矿)为基础原料，掺杂氧化铝、氧化镁、生石灰，使混合物料的酸度系数为1.8。然后采用混料机进行搅拌。待物料混合均匀后经过一定的处理，将物料加入高温炉中进行熔融，熔融温度1400℃。物料熔融后在重力作用下随着导料槽流出炉体到四辊离心机辊上，同时物料一直持续添加以连续生产。熔融的浆料流到四辊离心机的辊上，经高速离心成棉。在离心成棉的同时将酚醛树脂胶喷雾撒到矿棉上，之后经过集棉机将棉收集起来，经输送机输送到打褶机加压机上，之后送入固化炉中进行固化、切割形成成品矿棉板。其中温度-粘度曲线如图2所示，可以看出在温度1350℃到1500℃条件下，粘度变化不是很大，所以在该温度范围内离心所得的岩棉产品质量稳定可靠。

以上几种实施例，矿棉产品均可以达到酸度系数大于1.2，棉纤维直径小于等于10μm，大于0.25mm的渣球含量低于12％，最高使用温度400-650℃，燃烧性能均符合国家装修材料B1级标准。

本发明的工艺参数(如温度、时间等)区间上下限取值以及区间值都能实现本法，在此不一一列举实施例。

本发明未详细说明的内容均可采用本领域的常规技术知识。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。