黃磷渣制取礦渣棉試驗研究.pdf

1、近年來香溪河流域水生態(tài)環(huán)境退化嚴重，其水體出現(xiàn)了加速污染和富營養(yǎng)化趨勢，區(qū)域內磷化工排污及磷化工渣場磷的流失是導致香溪河流域及三峽庫區(qū)水質逐年下降的重要原因之一。為控制磷污染排放、改善庫區(qū)全流域水環(huán)境質量，湖北省承擔了“十二五”國家水體污染控制與治理科技重大專項“三峽項目”中課題2《庫區(qū)小流域磷污染綜合治理及水華控制研究與示范》任務。
　　本論文以興發(fā)集團劉草坡化工廠黃磷渣為研究對象，采用自制實驗室小型礦渣棉生產設備，研究了原輔料

2、配料配比、熔融溫度、離心機轉數(shù)、放料速度等因素對黃磷渣制取礦渣棉的影響，分析測試了礦渣棉的成分和結構，提出充分利用黃磷爐渣顯熱原位生產礦渣棉纖維的工藝構想。論文得到以下結論：
　?。?）在研究國內工業(yè)上礦棉生產技術和設備的基礎上，設計并自制了實驗室適用的小型化四輥離心機礦渣棉試驗設備，該設備主要包括：高溫節(jié)能電爐、四輥離心機、集棉室、除塵器、電控設備等五個部分。
　　（2）黃磷渣中Al含量較低，提出利用Al含量相對較高的粉煤

3、灰作為輔料，調節(jié)黃磷渣的酸度系數(shù)。原輔料配比試驗表明，粉煤灰最佳投配比為10％，產生的礦渣棉酸度系數(shù)為1.07，平均直徑5.73μm（滿足《中華人民共和國國家標準絕熱用巖棉、礦渣棉及其制品》（GB/T11835-2007）的要求，纖維平均直徑小于7μm），直徑方差3.17。在相同試驗條件下，配入10％粉煤灰的黃磷渣制取的礦渣棉優(yōu)于鋼渣制取的礦渣棉，產量高1.4倍、纖維平均直徑小7.23μm、直徑方差低60％。
　　（3）熔融物在表

4、面張力的作用下斷裂成纖維，這個過程受到熔融物料粘度的影響，而粘度會隨著溫度的變化而變化。試驗表明，提高熔融溫度、加快放料速度可以提高離心機輥頭和成纖區(qū)溫度，從而有利于成纖效果。粉煤灰最佳投配比條件下，試驗溫度從1350℃提高至1550℃，產棉量增大了17倍、平均直徑減小13.22μm、直徑方差降低69.4％；放料時間由90s降至30s，產棉產量增大4.8倍、平均直徑減小2.39μm、直徑方差降低29％。
　　（4）熔融物是在離心力

5、的作用下，呈線狀沿圓周切線方向飛出斷裂成纖維。在輥頭直徑固定的情況下，增加離心機轉速，從而有利于成纖效果。當輥頭轉速由2700r/min增加至4500r/min，礦棉產量增大6.3倍、平均直徑減小16.81μm、直徑方差降低69.5％。
　　（5）熔融態(tài)的黃磷渣排出時溫度在1350℃左右，與黃磷渣制取礦渣棉熔融溫度相接近。提出一步法礦渣棉生產工藝，充分利用熔融態(tài)黃磷渣中的顯熱，該工藝比物料常溫加熱至熔融態(tài)生產工藝可節(jié)省能耗約80.