利用熔融炉渣生产泡沫材料的方法

摘要

本发明提供了一种利用熔融炉渣生产泡沫材料的方法，所述方法包括的步骤有：使熔融炉渣进入保温调质池且将炉渣的温度保持在1400℃-1500℃，根据将制备的产品的要求加入颜色调整剂和/或粘度调整剂来调整粘度和/或颜色；使从调质池出来的熔融炉渣进入发泡池，同时将发泡剂加入所述熔融炉渣中，且将发泡池内的熔融炉渣温度控制在1250℃-1400℃，以进行发泡、成型；使发泡成型后的炉渣在800℃-1000℃的温度下，在非还原的气氛下保温20-30分钟，然后自然冷却到室温，得到泡沫材料。本发明为综合利用高炉渣提供了一种节能、高效的途径，所生产的无机非金属泡沫材料及其制品具有色质稳定、抗磨、耐压、导热系数小、收缩率小和吸音、吸附、过滤性能优异的特性。

权利要求

1.一种利用熔融炉渣生产泡沫材料的方法，其特征在于，所述方法包括的步骤有：熔融炉渣进入保温调质池且将炉渣的温度保持在1400℃-1500℃，根据将制备的产品的要求加入颜色调整剂和/或粘度调整剂来调整粘度和/或颜色；

使从调质池出来的熔融炉渣进入发泡池，同时将发泡剂加入所述熔融炉渣中，且将发泡池内的熔融炉渣温度控制在1250℃-1400℃，以进行发泡、成型；

使发泡成型后的炉渣在800℃-1000℃的温度下，在非还原气氛下保温20-30分钟，然后自然冷却到室温，得到泡沫材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融炉渣的成分为：10-40wt％Al2O3、

5-25wt％MgO、10-50wt％SiO2、10-40wt％CaO、0.1-5wt％TiO2、0.1-5wt％FeO、0.1-5wt％MnO。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，粘度调整剂为粘土、瓷土、磁石、陶土、长石、石英砂和二氧化钛中的至少一种，其加入量为熔融炉渣加入量的3-10wt％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，颜色调整剂为Ti、Cr、Ni、Cu、Co、Fe的氧化物、含有所述氧化物的矿石粉末和工业废料中的至少一种，其加入量为熔融炉渣加入量的0-5wt％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发泡剂为碳酸盐，其加入量为熔融炉渣的

3-5wt％。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述碳酸盐包括碳酸钙、碳酸镁、碳酸钙镁、含有碳酸盐的其它矿物及它们的混合物中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在发泡成型步骤中，所述熔融炉渣先发泡再进入模具成型，或者在模具中直接发泡成型。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述熔融炉渣为冶金反应器中直接排放出的熔融炉渣，或者为重熔的炉渣。

说明书

利用熔融炉渣生产泡沫材料的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无机非金属材料领域，更具体地讲，特别涉及一种利用熔融炉渣直接生产泡沫材料的方法。

背景技术

[0002] 钢铁冶金中的废渣产量大、综合利用难，已经开始严重危害环境、制约行业发展。现在对这些废渣的处理路线是：1400-1600摄氏度的炉渣出炉后，用水冷却(生产上谓之水淬)，然后捞渣、干燥、制粉，用于水泥生产，这个工艺只能处理部分废渣，重要的是处理过程产生废水、废气，高炉渣所含有的大量显热不仅被浪费，而且成为危害环境的因素。

[0003] 现在高炉渣综合利用方面的生产和研究都是针对上述水淬后的废渣，没有办法解决废渣冷却对新鲜水的消耗，不能很好的利用熔渣所含的热能，而且产生二次废物，也没有能力消化所有废渣。

[0004] 因此，亟待一种可以将大量炉渣变废为宝的方法。

发明内容

[0005] 本发明的目的之一是提供一种用熔融炉渣直接进行调质处理，加入发泡剂生产无机非金属泡沫材料的方法。

[0006] 本发明的另一目的是提供一种用熔融炉渣直接进行调质处理，在发泡剂的作用下生产无机非金属泡沫材料制品的方法。

[0007] 根据本发明的实施例，提供了一种利用熔融炉渣生产泡沫材料的方法，所述方法包括的步骤有：使熔融炉渣进入保温调质池且将炉渣的温度保持在1400℃-1500℃，根据将制备的产品的要求加入颜色调整剂和/或粘度调整剂来调整粘度和/或颜色；使从调质池出来的熔融炉渣进入发泡池，同时将发泡剂加入所述熔融炉渣中，且将发泡池内的熔融炉渣温度控制在1250℃-1400℃，以进行发泡、成型；使发泡成型后的炉渣在800℃-1000℃的温度下，在非还原的气氛下保温20-30分钟，然后自然冷却到室温，得到泡沫材料。

[0008] 在本发明的实施例中，所述熔融炉渣的成分可为：10-40wt％Al2O3、5-25wt％MgO、10-50wt％SiO2、10-40wt％CaO、0.1-5wt％TiO2、0.1-5wt％FeO、0.1-5wt％MnO。

[0009] 在本发明的实施例中，粘度调整剂可为粘土、瓷土、磁石、陶土、长石和石英砂中的至少一种，其加入量为熔融炉渣加入量的3-10wt％。颜色调整剂可为Ti、Cr、Ni、Cu、Co、Fe的氧化物、含有所述氧化物的矿石粉末和工业废料中的至少一种，其加入量为熔融炉渣加入量的0-5wt％。发泡剂可为碳酸盐，其加入量为熔融炉渣加入量的3-5wt％。所述碳酸盐可包括碳酸钙、碳酸镁、碳酸钙镁、含有碳酸盐的其它矿物及它们的混合物。更具体地讲，所述碳酸盐可包括石灰石、白云石和菱镁矿。

[0010] 在本发明的实施例中，在发泡成型步骤中，所述熔融炉渣可以先发泡再进入模具成型，或者在模具中直接发泡成型。

[0011] 在本发明的实施例中，所述熔融炉渣为冶金反应器中直接排放出的熔融炉渣，或者为重熔的炉渣。

具体实施方式

[0012] 以下，将详细描述根据本发明的实施例。

[0013] 本发明的实施例提供了一种利用熔融炉渣生产泡沫材料的方法，所述熔融炉渣的组成成分可为：10-40wt％Al2O3、5-25wt％MgO、10-50wt％SiO2、10-40wt％CaO、0.1-5wt％TiO2、0.1-5wt％FeO、0.1-5wt％MnO。并且，所述熔融炉渣可为冶金反应器中直接排放出来的熔融炉渣，也可以为重新熔炼的炉渣。根据本发明的方法，可直接利用从高炉中排放出的熔融炉渣，既节省了熔化原料的能耗，又避免了高炉渣水淬冷却的水资源消耗和二次废物的产生。

[0014] 在该方法中，在保温调质池内将熔融炉渣的温度控制在1400℃-1500℃。根据将要生产泡沫产品的表观密度(或者孔隙度)、颜色，可对熔融炉渣进行调质处理或不进行任何处理，其中，所述调质处理包括粘度和/或颜色的调整。

[0015] 更具体地讲，粘度调整剂可为粘土、瓷土、磁石、陶土、长石和石英砂中的至少一种，其加入量为熔融炉渣加入量的3-10wt％；颜色调整剂可为Ti、Cr、Ni、Cu、Co、Fe的氧化物(例如TiO2、Cr2O3、NiO、CuO、Cu2O、CoO、FeO、Fe2O3等)、含有这些氧化物的矿石粉末和工业废料中的至少一种，例如氧化铝生产的废渣(赤泥)，加入量为熔融炉渣加入量的0-5wt％。

[0016] 接下来，使调质池内的熔融炉渣进入发泡池，同时将发泡剂加入所述炉渣中且将发泡池内的炉渣温度控制在1250℃-1400℃，以进行发泡成型。

[0017] 具体地讲，发泡剂可为碳酸盐，其加入量为熔融炉渣加入量的3-5wt％。具体地讲，所述碳酸盐可包括碳酸钙、碳酸镁、碳酸钙镁、含有碳酸盐的其它矿物及它们的混合物中的至少一种，例如，碳酸钙、碳酸镁、石灰石、白云石、菱镁矿等。在发泡成型的过程中，可以先将熔融炉渣发泡，再进入模具成型；或者也可以使熔融炉渣直接在模具中发泡成型。

[0018] 然后，使发泡成型后的炉渣在800℃-1000℃的温度下且在非还原的气氛下保温20-30分钟，然后自然冷却降到室温，得到所需的泡沫材料。

[0019] 此外，在该方法中，根据成型过程所使用的模具的大小和形状，该方法可以利用熔融炉渣直接生产所需形状的泡沫制品。

[0020] 下面将具体描述本发明的方法的实施例。

[0021] 实施例1

[0022] 在1500℃下向熔融炉渣中加入磁石，调整熔渣的粘度，其加入量为熔融炉渣加入量的10wt％。在实施例1中，不加颜色调整剂。然后，在1400℃下发泡，发泡剂为碳酸钙，其加入量为熔融炉渣加入量的5wt％。发泡后的制品在1000℃保温20分钟，自然冷却到室3
温。据需要可以制备密度0.40g/cm 的泡沫材料。

[0023] 实施例2

[0024] 在1400℃下向熔融炉渣中加入粘土，调整熔渣的粘度，其加入量为熔融炉渣加入量的5wt％，加入颜色调整剂氧化铁红，其加入量为熔融炉渣加入量的5wt％。然后，在1300℃下发泡，发泡剂为碳酸镁，加入量为熔融炉渣加入量的5wt％。发泡后的制品在3
800℃保温30分钟，自然冷却到室温。根据需要可以制备密度0.41g/cm 的泡沫材料。

[0025] 实施例3