铁合金废弃物资源化利用与绿色生态材料低碳制备技术
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2022-11-01 16:39:03
结合铁合金产业对热熔渣的处理和资源优化问题,深入研究铁合金渣的物理化学特性,充分利用铁合金热熔渣的显热经过调质后直接生产高质量矿棉制品,在工业生产中能充分利用熔融态铁合金渣的热量,热熔渣经过调质后达到预期的修正酸度系数可直接生产高质量矿棉(统称岩(矿)棉),其能源消耗将大大降低。实现热熔渣资源合理利用,降低了生产成本,相比于其他高炉热熔渣制棉工艺,经过优化调质可产出优质岩(矿)棉产品,达到建筑外墙保温用岩棉制品的标准。在设备方面我们也进行了一系列的改进技术,并研发了岩(矿)棉自动生产线电控系统,通过物联终端的网口通功能将PLC和上位机电脑置于同一个虚拟局域网中,实现远程下载和数据采集功能。通过串口通软件实现远程编程,进而实现对设备的远程控制功能,使设备更加高效,产品更加稳定,企业具有更强的市场竞争力。
技术优势:我国大部分硅锰合金渣处置的主要途径为水淬,处置过程中浪费了大量水资源,同时硅锰合金渣显热没有得到充分利用,且处置后的水淬渣大部分堆存或填埋,利用率极低同时每吨热熔渣的热容量为 1.8GJ,相当于 57kg 标准煤的热量,利用热熔渣生产矿棉能有效利用热态熔渣 80%以上显热。该项目实施后,生产的矿岩棉可以生产附加值较高的“低密度、超防潮、高性能”保温绝热材料,经济效益可观。而且该工艺技术的实施为整个炼钢行业的废渣资源化利用,促进冶金行业“绿色化”进程和产业链的延伸,提供了全新的技术选择,该项目的产业化具有一定的示范和带动意义。
技术先进性:本技术成果于2019年3月30日通过了由中国环境科学学会组织的技术成果鉴定会,被评为“国际领先水平”。通过利用铁合金渣热熔渣制棉技术,实现了铁合金资源化利用,减少了污染源和水耗,与冷料工艺相比降低熔制能耗70%以上,实现了清洁生产,在国内首次建立了岩矿棉自动生产线远程运维服务平台,通过对生产过程的实时状态检测、远程启动控制、设备报警通知,实现了生产线的远程控制、故障诊断维护等。
铁合金热熔渣能质协同利用制备矿棉设备与技术的推广与应用,可实现二次资源的高附加值利用,对节能减排,循环经济和环境保护有重要意义。在国外,岩(矿)棉制品的优越性能已经得到广泛认可,各种强制标准和施工规范十分完善,对优质岩(矿)棉制品的需求巨大,特别是优质岩(矿)棉制品将被广泛应用于建筑保温领域。在国内,随着建筑节能大力推广,对建筑绝热材料的需求将以每年7%的速度增长,特别是外墙外保温用岩棉制品,国内岩(矿)棉市场容量非常巨大。由国外的发展趋势及国内相关产业的发展趋势可以看出该产业的产业化前景非常广阔。
该智能成套装备和技术生产的岩(矿)棉制品的能耗水平比冷料工艺岩(矿)棉制品减少70%以上,如按年生产3万吨岩矿棉计算,一年即可节约能源达10375吨标准煤,平均每吨岩(矿)棉节约标准煤346公斤;销售成本比冷料工艺岩(矿)棉低17%左右。如经过进一步的技术提升,销售成本还存在较大的下降空间;年利润比冷料工艺制备岩(矿)棉高。目前市场上岩(矿)棉制品每吨2300元左右,通过财务预算计算出该项目的利润率为38%左右,按3万吨计算,年盈利为2622万元左右,该项目的收入非常可观。而且这一项目完全符合我国对资源综合利用优惠的减免税政策,政策落实后,实际利润高于上述数值。
倪文教授,主要负责人,博士生导师,长期从事大宗工业固废综合利用和胶凝材料研究工作。共获省部级科技奖7项,发明奖1项,获国家授权发明专利58项,国际发明专利14项,发表论文400余篇,其中SCI/EI收录论文66篇,出版专著3部,主持编写中国工程建设标准化协会1项,河北省地方标准2项。李克庆,教授,博士生导师,长期从事矿产资源综合利用的研究工作。2007获得冶金科技进步三等奖,2005获得冶金科技进步二等奖, 2000获得北京市科技进步三等奖,2013获得冶金科技进步三等奖。主持多项国家项目张思奇,北京科技大学讲师,2017年毕业于英国伯明翰大学,获批博士后国际交流计划引进项目,SCI期刊共发表论文6篇,EI、核心期刊十多篇,专利多项,著作一本。团队其他骨干人员8名,其中博士3名,技术专家1人,且3人具有高级工程师职称。骨干人员多年来一直围绕工业固废的处理和利用方面,从事相关技术研究和现场生产管控等工作,也参与过多项固废资源利用研究项目,发表过相关论文多篇,申报相关专利多项。
岩(矿)棉制品在建筑、石油、化工、电力、冶金、交通运输、农业等行业有广泛的应用。岩(矿)棉制品具有优良的绝热性能、防火性能、吸声隔音性能,并具有良好的节能效果。,据有关部门测试,在工业热力设备上每采用1m3的岩(矿)棉制品进行保温,平均可节省能量2500千卡/小时,相当于每年节省3吨标准煤。在建筑上使用1吨岩(矿)棉制品进行保温,一年至少可节省相当于1吨石油的能量。
传统的岩(矿)棉是以天然岩石如玄武岩、辉长岩、铁矿石、矾铁合金热熔渣能质协同利用制备矿棉设备与技术的推广与应用,可实现二次资源的高附加值利用,对节能减排,循环经济和环境保护有重要意义。在国外,岩(矿)棉制品的优越性能已经得到广泛认可,各种强制标准和施工规范十分完善,对优质岩(矿)棉制品的需求巨大,特别是优质岩(矿)棉制品将被广泛应用于建筑保温领域。在国内,随着建筑节能大力推广,对建筑绝热材料的需求将以每年7%的速度增长,特别是外墙外保温用岩棉制品,国内岩(矿)棉市场容量非常巨大。由国外的发展趋势及国内相关产业的发展趋势可以看出该产业的产业化前景非常广阔。
在冲天炉或其他池窑内熔化(温度2000℃以下),用50个大气压的压力强吹、骤冷成纤维状。生产环节能耗大,造成岩矿棉成本较高。
合作方式:合作开发
目前处于何种研发阶段:小试、产业化
样机:有
已投入成本:3.2亿元。
推广应用情况:吉元冶金集团6条生产线。
期望技术转移成交价格(大概金额):100万。