黄磷渣制取矿渣棉试验分析

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1、WuhanInstituteOfTechnology硕士学位论文黄磷渣制取矿渣棉试验研究学科专业：环境工程研究生：胡胜超指导教师：汤亚飞教授培养单位：化学与环境工程学院二○一五年六月万方数据万方数据分类号：X703.1学校代号：10490学号：201203010密级：公开武汉工程大学硕士学位论文黄磷渣制取矿渣棉试验研究作者姓名：胡胜超指导教师姓名、职称：汤亚飞（教授）申请学位类别：工学硕士学科专业名称：环境工程研究方向：固废资源化利用论文提交日期：年月日论文答辩日期：年月日学位授予单位：武汉工程大学学位授予日期：年月日答辩委员会主席：万方数据万方数据Theexperimentalresearc

2、hofyellowphosphorusslagmakingslagwoolAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterMajor：EnvironmentalEngineeringCandidate：HuShengchaoSupervisor：Prof.TangYa-feiWuhanInstituteofTechnologyWuhan,Hubei430073,P.R.China万方数据万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成

3、果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：2015年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定，即：我校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅。本人授权武汉工程大学研究生处可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密Ο，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密Ο。（请在以上方框内打“√”）位论文作者签名：指导教师签名：2015年月日2015年月日万方数据万方数据摘要摘要近年

4、来香溪河流域水生态环境退化严重，其水体出现了加速污染和富营养化趋势，区域内磷化工排污及磷化工渣场磷的流失是导致香溪河流域及三峡库区水质逐年下降的重要原因之一。为控制磷污染排放、改善库区全流域水环境质量，湖北省承担了“十二五”国家水体污染控制与治理科技重大专项“三峡项目”中课题2《库区小流域磷污染综合治理及水华控制研究与示范》任务。本论文以兴发集团刘草坡化工厂黄磷渣为研究对象，采用自制实验室小型矿渣棉生产设备，研究了原辅料配料配比、熔融温度、离心机转数、放料速度等因素对黄磷渣制取矿渣棉的影响，分析测试了矿渣棉的成分和结构，提出充分利用黄磷炉渣显热原位生产矿渣棉纤维的工艺构想。论文得到以下结论：（

5、1）在研究国内工业上矿棉生产技术和设备的基础上，设计并自制了实验室适用的小型化四辊离心机矿渣棉试验设备，该设备主要包括：高温节能电炉、四辊离心机、集棉室、除尘器、电控设备等五个部分。（2）黄磷渣中Al含量较低，提出利用Al含量相对较高的粉煤灰作为辅料，调节黄磷渣的酸度系数。原辅料配比试验表明，粉煤灰最佳投配比为10%，产生的矿渣棉酸度系数为1.07，平均直径5.73μm（满足《中华人民共和国国家标准绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》（GB/T11835-2007）的要求，纤维平均直径小于7μm），直径方差3.17。在相同试验条件下，配入10%粉煤灰的黄磷渣制取的矿渣棉优于钢渣制取的矿渣棉，产量高1.

6、4倍、纤维平均直径小7.23μm、直径方差低60%。（3）熔融物在表面张力的作用下断裂成纤维，这个过程受到熔融物料粘度的影响，而粘度会随着温度的变化而变化。试验表明，提高熔融温度、加快放料速度可以提高离心机辊头和成纤区温度，从而有利于成纤效果。粉煤灰最佳投配比条件下，试验温度从1350℃提高至1550℃，产棉量增大了17倍、平均直径减小13.22μm、直径方差降低69.4%；放料时间由90s降至30s，产棉产量增大4.8倍、平均直径减小2.39μm、直径方差降低29%。（4）熔融物是在离心力的作用下，呈线状沿圆周切线方向飞出断裂成纤维。在辊头直径固定的情况下，增加离心机转速，从而有利于成纤效果

7、。当辊头转速由2700r/min增加至4500r/min，矿棉产量增大6.3倍、平均直径减小16.81μm、直径方差降低69.5%。I万方数据武汉工程大学硕士学位论文（5）熔融态的黄磷渣排出时温度在1350℃左右，与黄磷渣制取矿渣棉熔融温度相接近。提出一步法矿渣棉生产工艺，充分利用熔融态黄磷渣中的显热，该工艺比物料常温加热至熔融态生产工艺可节省能耗约80.5%左右，为黄磷渣高附加值的利用提供了一个