本发明涉及该技术属于矿物纤维制备领域，尤其涉及一种由赤泥渣制备矿物纤维的方法。
背景技术：
赤泥渣是赤泥提取铁后的二次弃渣，是当下一种大宗的废弃物资源，目前由于技术所限而未得到利用。赤泥渣主要以SiO2、CaO、Al2O3等成分为主，其化学成分与生产建筑用矿物纤维的原料如玄武岩、辉绿岩相比，具有Al2O3含量高的特点，因此以采取以赤泥渣为主要原料生产建筑用矿物纤维需要对赤泥渣进行脱铝操作。
矿物纤维是一种无机纤维，具有保温、隔热、阻燃等特点，是一种优良的建筑材料。天然的矿物纤维储量极少，目前绝大多数的矿物纤维是采用不同的天然矿物通过配比调整化学成分生产的。开采天然矿物需要付出开采成本和环境破坏等代价，利用冶金渣来代替天然矿物生产矿物纤维具有巨大的优势。
目前，矿物纤维生产主要是将喷吹或甩丝法，但该方法存在以下缺点：(1)主要原料为热态煤渣，其原料成分与赤泥渣成分差异较大，尤其在于Al2O3的含量，Al2O3的含量高情况下容易导致熔体熔点过高，随着熔体温度下降，粘度急剧增大，难以成丝；(2)热态煤渣粒度分布范围较大，和粉煤灰粒度相比差别很大，二者在未经细磨直接进行固态混匀难以混合均匀；(3)未考虑加热炉烟气的余热回收。
因此，为了解决现有技术中的问题，需要一种由赤泥渣制备矿物纤维的方法。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种由赤泥渣制备矿物纤维的方法，克服以赤泥渣为原料成丝困难的难题，在制作纤维过程中能够提取Al2O3、回收烟气余热、熔化炉熔化的过程做到混合的更为均匀，节能环保、能源利用率高。
为实现上述目的，本发明提供了一种由赤泥渣制备矿物纤维的方法，包括以下步骤：
根据本发明，提供一种由赤泥渣制备矿物纤维的方法，包括以下步骤：
步骤一：将赤泥渣破碎细磨后加入钠盐和生石灰，充分混合均匀后进行造球，制成球团；
步骤二：将步骤一中球团进行高温焙烧；
步骤三：将步骤二中的球团进行细磨，细磨完成后的粉末进行水浸，水浸完成后过滤得到赤泥脱铝粉末和富铝溶液；
步骤四：将含钙弃渣和含硅弃渣细磨混匀后得到制丝添加剂；
步骤五：将步骤四得到的制丝添加剂和步骤三得到的赤泥脱铝粉末混合均匀后进入蓄热式熔化炉熔融、保温得到熔融液态渣；
步骤六：将熔融液态渣输送至中间罐中，在中间罐中控制熔融液态渣的温度降至预定温度，将达到预定温度的熔融液态渣制成矿物纤维，矿物纤维通过收集装置收集。
进一步地，步骤一中的赤泥渣是拜耳法赤泥和/或烧结法赤泥经提铁/脱铁后得到的弃渣。
进一步地，步骤一中钠盐的添加量占赤泥渣量的1-20wt％(wt％为质量百分比)，生石灰的添加量占赤泥渣量的1-20wt％。
进一步地，步骤二中高温焙烧温度为900-1300℃，焙烧时间为5-30min。
进一步地，步骤三中球团细磨后粒度为100目以下的粉末占90wt％以上。
进一步地，步骤四中制丝添加剂中的含钙弃渣是石灰石、电石渣的一种或两种，含硅弃渣是粉煤灰、河砂和废玻璃的一种或多种。
进一步地，制丝添加剂的各组分占赤泥脱铝粉末量的质量百分比分别为：石灰石的添加量为1-30％，电石渣的添加量为1-10％，粉煤灰的添加量为1-20％，河砂的添加量为1-10％，废玻璃的添加量为1-10％。
进一步地，步骤五中蓄热式熔化炉熔融温度和保温温度均为1200-1800℃。
进一步地，步骤五中蓄热式熔化炉的保温时间为15-30min。
进一步地，步骤六中预定温度为1000-1450℃。
进一步地，步骤一中制成的球团的直径为8-30mm。
本发明的上述技术方案的有益效果在于：
利用赤泥渣采用水浸脱铝工艺，解决了以赤泥渣为原料的情况下由于Al2O3的含量太高无法成丝的难题。在制造过程中，富铝溶液可以提取Al2O3，采用蓄热式的熔化炉，能够回收其烟气余热，冶金弃渣和制丝添加剂经细磨后混匀进入在蓄热式熔化炉，在熔化炉熔化的过程同样是混合的过程，能够做到混合的更为均匀。
附图说明
图1是本发明由赤泥渣制备矿物纤维的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
实施例1
通过以下步骤由赤泥渣制备矿物纤维，工艺流程如图1所示，取6000kg赤泥渣经破碎和细磨后，细磨粒度为小于100目的质量占总体质量的90％以上；将经破碎和细磨后的赤泥渣与900kg的碳酸钠(加入碳酸钠的量能够与赤泥渣中Al2O3安全反应生成铝酸钠)和600kg的生石灰(加入生石灰的量能够与赤泥渣中SiO2安全反应生成硅酸钙)充分混匀后，送入压球机，制成直径约30mm的球团，之后，将制成的球团送入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为1200℃，焙烧时间为20min，制备焙烧完成的球团，冷却后进入细磨工艺，细磨至100目以下占总体质量的90％以上；之后进入水浸流程(水浸过程需要搅拌或加温使细料中的能溶物能完全溶解)，水浸后过滤得到赤泥脱铝粉末4000kg和富铝溶液。
将制丝添加剂为300kg的粉煤灰和600kg的生石灰磨细后混匀，磨细粒度为200目的占总体质量的90％。再在上述的赤泥脱铝粉末中取3000kg加入至上述制丝添加剂中，进行混合。将混匀磨细后的粉料送入蓄热式加热炉中进行熔化，熔化温度为1550℃，并在此温度下保温30min。熔化后的液态渣引流至中间罐，在中间罐中降温至预定温度1400℃，保温30min。将中间罐中的液态渣倒入制丝设备，通过喷吹制丝的工艺将渣吹成矿物纤维，矿物纤维通过矿物纤维显热收集装置冷却并收集。制成的矿物纤维长度为1mm-500mm之间，长径比在10-3000之间，满足生产纤维板的要求。
实施例2
通过以下步骤由赤泥渣制备矿物纤维，工艺流程如图1所示，取6000kg赤泥渣经破碎和细磨后，细磨粒度为小于100目的质量占总体质量的90％以上；将经破碎和细磨后的赤泥渣与900kg的碳酸钠(加入碳酸钠的量能够与赤泥渣中Al2O3安全反应生成铝酸钠)和600kg的生石灰(加入生石灰的量能够与赤泥渣中SiO2安全反应生成硅酸钙)充分混匀后，送入压球机，制成直径约30mm的球团，之后，将制成的球团送入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为1200℃，焙烧时间为20min，制备焙烧完成的球团，冷却后进入细磨工艺，细磨至100目以下占总体质量的90％以上；之后进入水浸流程(水浸过程需要搅拌或加温使细料中的能溶物能完全溶解)，水浸后过滤得到赤泥脱铝粉末4000kg和富铝溶液。
将制丝添加剂为600kg的粉煤灰、900kg的生石灰、300kg的电石渣、300kg的河砂、300kg的废玻璃磨细后混匀，磨细粒度为200目的占总体质量的90％。再在上述的赤泥脱铝粉末中取3000kg加入至上述制丝添加剂中，进行混合。将混匀磨细后的粉料送入蓄热式加热炉中进行熔化，熔化温度为1500℃，并在此温度下保温30min。熔化后的液态渣引流至中间罐，在中间罐中降温至预定温度1400℃，保温20min。将中间罐中的液态渣倒入制丝设备，通过喷吹制丝的工艺将渣吹成矿物纤维，矿物纤维通过矿物纤维显热收集装置冷却并收集。制成的矿物纤维长度为1mm-500mm之间，长径比在10-3000之间，满足生产纤维板的要求。
实施例3
通过以下步骤由赤泥渣制备矿物纤维，工艺流程如图1所示，取6000kg赤泥渣经破碎和细磨后，细磨粒度为小于100目的质量占总体质量的90％以上；将经破碎和细磨后的赤泥渣与1200kg的碳酸钠(加入碳酸钠的量能够与赤泥渣中Al2O3安全反应生成铝酸钠)和900kg的生石灰(加入生石灰的量能够与赤泥渣中SiO2安全反应生成硅酸钙)充分混匀后，送入压球机，制成直径约25mm的球团，之后，将制成的球团送入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为1300℃，焙烧时间为5min，制备焙烧完成的球团，冷却后进入细磨工艺，细磨至100目以下占总体质量的90％以上；之后进入水浸流程(水浸过程需要搅拌或加温使细料中的能溶物能完全溶解)，水浸后过滤得到赤泥脱铝粉末4200kg和富铝溶液。
将制丝添加剂为300kg的废玻璃和300kg的电石渣磨细后混匀，磨细粒度为200目的占总体质量的90％。再在上述的赤泥脱铝粉末中取3000kg加入至上述制丝添加剂中，进行混合。将混匀磨细后的粉料送入蓄热式加热炉中进行熔化，熔化温度为1800℃，并在此温度下保温15min。熔化后的液态渣引流至中间罐，在中间罐中降温至预定温度1450℃，保温15min。将中间罐中的液态渣倒入制丝设备，通过喷吹制丝的工艺将渣吹成矿物纤维，通过喷吹制丝的工艺将渣吹成矿物纤维，矿物纤维通过矿物纤维显热收集装置冷却并收集。制成的矿物纤维长度为1mm-500mm之间，长径比在10-3000之间，满足生产纤维板的要求。
实施例4
通过以下步骤由赤泥渣制备矿物纤维，工艺流程如图1所示，取6000kg赤泥渣经破碎和细磨后，细磨粒度为小于100目的质量占总体质量的90％以上；将经破碎和细磨后的赤泥渣与60kg的碳酸钠(加入碳酸钠的量能够与赤泥渣中Al2O3安全反应生成铝酸钠)和60kg的生石灰(加入生石灰的量能够与赤泥渣中SiO2安全反应生成硅酸钙)充分混匀后，送入压球机，制成直径约8mm的球团，之后，将制成的球团送入焙烧炉中焙烧，焙烧温度为900℃，焙烧时间为30min，制备焙烧完成的球团，冷却后进入细磨工艺，细磨至100目以下占总体质量的90％以上；之后进入水浸流程(水浸过程需要搅拌或加温使细料中的能溶物能完全溶解)，水浸后过滤得到赤泥脱铝粉末3800kg和富铝溶液。
将制丝添加剂为30kg的粉煤灰、30kg的生石灰、30kg的电石渣、30kg的河砂、30kg的废玻璃磨细后混匀，磨细粒度为200目的占总体质量的90％。再在上述的赤泥脱铝粉末中取3000kg加入至上述制丝添加剂中，进行混合；将混匀磨细后的粉料送入蓄热式加热炉中进行熔化，熔化温度为1200℃，并在此温度下保温15min。熔化后的液态渣引流至中间罐，在中间罐中降温至预定温度1000℃。将中间罐中的液态渣倒入制丝设备，通过喷吹制丝的工艺将渣吹成矿物纤维，矿物纤维通过矿物纤维显热收集装置冷却并收集。制成的矿物纤维长度为1mm-500mm之间，长径比在10-3000之间，满足生产纤维板的要求。
本发明的实施例1-4中所使用的赤泥渣是拜耳法赤泥和/或烧结法赤泥经提铁/脱铁后得到的弃渣。
本发明的实施例1-4中蓄热式熔化炉采用气态燃料燃烧来加热熔池，以烟气加热蓄热体，以蓄热体加热气态燃料和助燃风。
本发明的实施例1-4中赤泥脱铝粉末和制丝添加剂混匀熔融后的主要成分为w(SiO2)+w(CaO)+w(Al2O3)+w(MgO)≥80％，余量为杂质；其中SiO2含量为30-70重量份，CaO含量为10-50重量份，Al2O3含量为10-60重量份，MgO含量为10-50重量份；Na2O、K2O等碱金属氧化物杂质总量不大于10重量份，其余杂质总量不大于10重量份。
由上述实施例可以看出，本发明的由赤泥渣制备矿物纤维的方法在上述范围内调整原料组分、原料配比、工艺参数均能使制成的矿物纤维长度为1mm-500mm之间，长径比在10-3000之间，满足生产纤维板的要求。因此，本发明的制备方法具有一定的通用性，且使用电石渣、河砂、废玻璃这样的废弃物仍旧能够制备出符合条件的矿物纤维。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。