专利名称：利用红土镍矿冶炼镍铁剩余熔融渣生产硅酸镁纤维毯的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用红土镍矿冶炼剩余熔融废渣生产硅酸镁纤维毯的工艺方法，产品可广泛应用于耐火、隔热、保温、隔音等领域。
背景技术：
目前在耐火、隔热、保温、隔音等领域广泛使用的是硅酸铝纤维毯，硅酸铝纤维毯是以天然焦宝石为主材料，经过熔融成纤后经过集棉、针刺、热处理、切割加工制成，其主要成分是Si02、Al2O3,其工作温度一般低于950度。然而由于国内焦宝石资源日益枯竭，品质不断下降，价格一路上涨，导致硅酸铝纤维的性能逐渐降低。急需寻找一种新的节能材料来替代，且这种材料应廉价、易得。申请号为200910231320. 7的发明专利，其公开了一种硅酸镁纤维毯及其制法，是利用硅石作为主原料，添加了镁橄榄石粉、滑石粉等在高温下熔融，并通过高压空气喷吹或者离心甩丝成纤，但其成本依旧很高。本申请人于2011年3月4日申请了利用矿热电炉冶炼镍合金熔融废渣生产矿棉纤维的方法(专利申请号201110056531.9)，制成的矿棉纤维的主要成分为SiO2 (45-55% ), Ca0(10-15% )、MgO (10-20%左右)，从化学成分看，符合美国《化学文摘》《Chemical Abstract))规定的生物可溶性陶瓷纤维的定义主要成分为SiO2和碱土金属氧化物(Ca0、Mg0)，且碱土氧化物的含量不低于18%。从生物学角度对人体无致癌特性，吸入性实验的半消失期为10天。而传统的矿物纤维如岩棉、矿棉、玻璃棉、硅酸铝棉纤维若吸入到人体内部(呼吸道、肺部)后，难以降解，长期驻留体内，会导致呼吸系统的疾病，甚至诱发癌症。申请人:的上述申请中由于熔渣出炉温度已高达1500°C -1600°C，因此基本没有熔炼能耗，也就是说已完美解决了生产成本的问题，但上述现有技术中的矿棉纤维的碱土氧化物的含量仍然偏低，人体吸入实验半衰期较长，制成的矿棉纤维仍有改进的空间。
发明内容
本发明目的就是为解决上述技术问题，在现有技术的基础上，提供了一种利用红土镍矿冶炼剩余熔融废渣生产硅酸镁纤维并加工成硅酸镁纤维毯的工艺方法。本发明经过多次试验，大胆添加了滑石粉和高岭土作为原料，并且优化了原料配比和反应参数，取得了预料不到的技术效果。本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是一种利用红土镍矿冶炼剩余熔融废渣生产硅酸镁纤维毯的工艺方法，以红土镍矿熔融废渣为基础原料，在保温炉中添加石灰石粉末、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末，保温40-50分钟后进入熔体流槽，经过四辊离心机，在纤维形成室内，由离心机连甩、高压空气喷吹制成硅酸镁纤维丝，然后经集绵机挤压成绵，成绵后经固化、冷却工序后进入对刺针刺机，针刺制成硅酸镁纤维毯，并在70(TC 90(TC下进行热处理，最后按照尺寸切割成型；
所述红土镍矿熔融废渣与石灰石粉末、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末按重量比例为100 2 6 14 16 2 4 I 2 I ;所述硅酸镁纤维的成分按照重量百分比以氧化物计为Si02 = 35 40%、Ca0 = 15 20%、Mg0 = 25 35%，其余为Al2O3和Fe2O3 ;所述硅酸镁纤维的吸入性实验的溶解常数为255，半消失期为6 7天，溶解速率大于100ng/cm2. h ;在200°C 600°C导热系数为0. 043 0. 075W/mk，拉伸强度0. 045 0. 050MPa ;所述硅酸镁纤维的平均直径为3 4 y m，酸度系数为I. I I. 2，渣球含量为I I. 8%。而采用201110056531. 9的制备工艺，制成的矿棉纤维的主要成分为SiO2 (45-55% )、CaO (10-15% )、MgO (10-20%左右)，碱土金属氧化物的比例明显低于本发明，而且吸入性实验的溶解常数为200，半消失期为10天，溶解速率大于60ng/cm2. h。本发明与现有技术相比，通过增加白云石粉末的重量以及添加滑石粉末，有效增加了碱土金属氧化物的含量，硅酸镁纤维丝制成的纤维毯更具有以下实际效果(I)分类温度为1000度，可在1000度环境下长期利用，为A级不燃产品；(2)为绿色环保产品，具有生物可降解特性，在人体体液停留时间短，不会对人体造成危害，产品中氯离子含量在IOppm之内，对管道和设备表层无任何腐蚀作用；(3)节能显著，经济效益明显；(4)导热系数比矿棉、岩棉、玻璃棉低，在相同的保温厚度情况下，本发明的硅酸镁纤维毯保温性能更佳。(5)柔韧性好，可任意折、弯，不会留下缝隙。
具体实施例方式实施例I :以红土镍矿为基础原料，通过直流-空心电极矿热电炉生产镍合金，从矿热电炉排出的熔融废渣进入保温炉，在保温炉中添加石灰石、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末。其中，熔融废渣与石灰石、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末按重量比例为100 2 16 4 I 1，进行混合，充分混合后保温45分钟，经过四辊离心机，在纤维形成室内，由离心机连甩、高压空气喷吹制成硅酸镁纤维丝，然后经集绵机挤压成绵，成绵后经固化、冷却工序后进入对刺针刺机，针刺制成硅酸镁纤维毯，并在700°C下进行热处理，最后按照尺寸切割成型。实施例2:以红土镍矿为基础原料，通过直流-空心电极矿热电炉生产镍合金，从矿热电炉排出的熔融废渣进入保温炉，在保温炉中添加石灰石、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末。其中，熔融废渣与石灰石、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末按重量比例为100 4 15 3 I 1，进行混合，充分混合后保温50分钟，经过四辊离心机，在纤维形成室内，由离心机连甩、高压空气喷吹制成硅酸镁纤维丝，然后经集绵机挤压成绵，成绵后经固化、冷却工序后进入对刺针刺机，针刺制成硅酸镁纤维毯，并在900°C下进行热处理，最后按照尺寸切割成型。
实施例3:以红土镍矿为基础原料，通过直流-空心电极矿热电炉生产镍合金，从矿热电炉排出的熔融废渣进入保温炉，在保温炉中添加石灰石、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末。其中，熔融废渣与石灰石、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末按重量比例为100 6 14 2 2 1，进行混合，充分混合后保温50分钟，经过四辊离心机，在纤维形成室内，由离心机连甩、高压空气喷吹制成硅酸镁纤维丝，然后经集绵机挤压成绵，成绵后经固化、冷却工序后进入对刺针刺机，针刺制成硅酸镁纤维毯，并在900°C下进 行热处理，最后按照尺寸切割成型。根据本发明的实施例I 3制成的硅酸镁纤维毯的各项性能指标如下娃酸镁纤维的成分按照重量百分比以氧化物计为Si02 = 35 40%、Ca0 = 15 20%,MgO = 25 35%，其余为 Al2O3 和 Fe2O3。经过吸入性实验，结果为硅酸镁纤维的吸入性实验的溶解常数为255，半消失期为6 7天,溶解速率大于100ng/cm2. h。其余性能指标为在200°C 600°C导热系数为0. 043 0. 075ff/mk,拉伸强度0. 045 0. 050MPa ;所述硅酸镁纤维的平均直径为3 4 y m，酸度系数为I. I I. 2，渣球含量为I I. 8%。本发明的产品具有可溶于人体体液的特性，抗拉强度高，渣球含量低，加热永久线变化率小等特点，可广泛应用于耐火、隔热、保温、隔音等领域，具有良好的经济效益和社会效益。上述虽然结合实施例对本发明的具体实施方式
进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
权利要求
1.一种利用红土镍矿冶炼剩余熔融废渣生产硅酸镁纤维毯的工艺方法，以红土镍矿熔融废渣为基础原料，在保温炉中添加石灰石粉末、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末，保温40-50分钟后进入熔体流槽，经过四辊离心机，在纤维形成室内，由离心机连甩、高压空气喷吹制成硅酸镁纤维丝，然后经集绵机挤压成绵，成绵后经固化、冷却工序后进入对刺针刺机，针刺制成硅酸镁纤维毯，并在70(TC 90(TC下进行热处理，最后按照尺寸切割成型。
其特征在于，所述红土镍矿熔融废渣与石灰石粉末、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末按重量比例为100 2 6 14 16 2 4 I 2 I ;所述硅酸镁纤维的成分按照重量百分比以氧化物计为=SiO2 = 35 40%、CaO = 15 20%、Mg0 = 25 35%，其余为Al2O3和Fe2O3 ;所述硅酸镁纤维的吸入性实验的溶解常数为255，半消失期为6 7天，溶解速率大于100ng/cm2. h ;在200。。 600°C导热系数为0. 043 0. 075ff/mk,拉伸强度0. 045 0. 050MPa ;所述硅酸镁纤维的平均直径为3 4 y m，酸度系数为I. I I. 2，渣球含量为I I. 8%。
2.如权利要求I所述的工艺方法，其特征在于，所述红土镍矿熔融废渣与石灰石粉末、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末按重量比例为100 : 2 : 16 : 4 : I : I。
3.如权利要求I所述的工艺方法，其特征在于，所述红土镍矿熔融废渣与石灰石粉末、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末按重量比例为100 : 4 : 15 : 3 : I : I。
4.如权利要求I所述的工艺方法，其特征在于，所述红土镍矿熔融废渣与石灰石粉末、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末按重量比例为100 : 6 : 14 : 2 : 2 : I。
5.如权利要求1-4所述的工艺方法，其特征在于，所述保温时间优选50分钟。
6.如权利要求1-4所述的工艺方法，其特征在于，所述的热处理温度优选900°C。
全文摘要
本发明公开了一种利用红土镍矿冶炼剩余熔融废渣生产硅酸镁纤维毯的工艺方法，以红土镍矿熔融废渣为基础原料，在保温炉中添加石灰石粉末、白云石粉末、滑石粉末、玄武岩粉末、高岭土粉末，保温40～50分钟后进入熔体流槽，经过四辊离心机，在纤维形成室内，由离心机连甩、高压空气喷吹制成硅酸镁纤维丝，然后经集绵机挤压成绵，成绵后经固化、冷却工序后进入对刺针刺机，针刺制成硅酸镁纤维毯，并在700℃～900℃下进行热处理，最后按照尺寸切割成型。本发明的硅酸镁纤维毯碱土氧化物含量高，且为可溶性纤维，产品可广泛应用于耐火、隔热、保温、隔音等领域。
文档编号C03B37/00GK102627397SQ201210111819
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者何中余, 刘洪松, 张海新, 李凤龙 申请人:山东鑫海科技股份有限公司