專利名稱：用后廢棄氧化鋁磚的再利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)高溫使用后的廢棄氧化鋁耐火磚這種工業(yè)固體廢物進(jìn)行回收處理再利用，實(shí)現(xiàn)氧化鋁資源的循環(huán)使用。
背景技術(shù)：
由于氧化鋁耐火磚具有優(yōu)異的耐火性能，高溫窯爐使用周期結(jié)束時(shí)，其被侵蝕得很少，或沒有侵蝕，由于其經(jīng)過了高溫，拆窯下來變成了大小不等的碎塊，其主化學(xué)成分仍是氧化鋁(Al2O3),同時(shí)混有少量雜質(zhì)。由于氧化鋁資源正在成為稀缺資源，因此，拆窯下來的氧化鋁磚還具有非常大的價(jià)值，繼續(xù)發(fā)揮其中的化學(xué)成分的價(jià)值，對(duì)其進(jìn)行二次開發(fā)利用，具有節(jié)省資源、保護(hù)環(huán)境的意義。本發(fā)明公開了一種用后廢棄氧化鋁磚再利用，生產(chǎn)制造球形氧化鋁磨料及熔鑄氧化鋁耐火磚的方法，通過機(jī)械粉碎及分選、廢氧化鋁磚顆粒料與浙青結(jié)合劑混煉、壓制成球、電弧爐高溫熔融冶煉、吹成實(shí)心球、實(shí)心球分選等技術(shù)生產(chǎn)氧化鋁磨料，這是一種球形顆粒的研磨材料；并利用分選下來的實(shí)心球進(jìn)行化學(xué)成分調(diào)配、熔融澆鑄等技術(shù)生產(chǎn)熔鑄氧化鋁磚，這是一種可用于砌筑玻璃窯爐等高溫窯爐的高級(jí)熔鑄耐火材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于對(duì)高溫使用后的廢棄氧化鋁耐火磚(簡(jiǎn)稱廢氧化鋁耐火磚)這種工業(yè)固體廢物進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)氧化鋁資源的綜合利用，制造球形氧化鋁研磨料及熔鑄氧化鋁耐火磚。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方法:
第一步:廢氧化鋁耐火 磚的預(yù)處理:
將回收的高溫使用過的廢氧化鋁耐火磚，采用機(jī)械打磨的方法，去除其表面附著的雜質(zhì)；采用顎式破碎機(jī)、對(duì)輥式破碎機(jī)將回收的廢氧化鋁耐火磚破碎，揀選出雜質(zhì)，顆粒料的粒度IOmm以下。第二步:配料與混煉
配料比例為氧化鋁廢磚顆粒料占90%-95%、浙青結(jié)合劑占5%-10%。使用帶加熱裝置的混合機(jī)，先加入廢磚顆粒料，然后加入浙青結(jié)合劑進(jìn)行混煉。第三步:壓制成球
將混煉好的料用壓球機(jī)壓制成球，球的粒度為30mm左右。由于氧化招廢磚顆粒料已經(jīng)揀選出雜質(zhì)，那么只剩下少量雜質(zhì)附著在顆粒表面，雜質(zhì)成分主要有兩種，一種是氧化硅(Si02)，另外一種是破碎設(shè)備磨削下來的鐵等金屬或其氧化物，都是外源性雜質(zhì)。通過與浙青混煉并壓制成球，使浙青包裹氧化招廢磚顆粒料，浙青與附著的雜質(zhì)充分接觸，以利于浙青中的碳與雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。弟四步:聞溫溶融冶煉
將第三步得到的廢氧化鋁耐火磚的顆粒料與浙青混煉壓制成的球加入到電弧爐中，進(jìn)行高溫熔融冶煉。冶煉時(shí)電弧爐二次電壓120V-220V、二次電流1000A-30000A ;冶煉周期50-120分鐘；顆粒料中的SiO2被還原成SiO，從爐中揮發(fā)出來；其中的金屬雜質(zhì)，沉降在爐底；其中氧化鐵與氧化硅在還原情況下生產(chǎn)硅鐵，沉降在爐底；爐料中的Na20、K20等堿金屬氧化物在電弧的高溫作用下，從爐中揮發(fā)出來。第五步:吹制實(shí)心球
當(dāng)一個(gè)熔化周期結(jié)束時(shí)，爐內(nèi)上層熔液已符合冶煉要求，傾動(dòng)爐體，當(dāng)熔液流出爐嘴時(shí)，在高壓水流的作用下，熔液被吹成空心球，高壓水的壓力:0.4-0.8MPa。第六步:實(shí)心球的分選
將上步得到的實(shí)心球進(jìn)行烘干，然后進(jìn)行分選分級(jí)，粒形完整、符合粒度要求的實(shí)心球用于研磨材料，由于這種實(shí)心球是具有完整的球形顆粒，因此其具有特殊的研磨效果。第七步:實(shí)心球化學(xué)成分調(diào)配
對(duì)上步分選下來的球形不完整的氧化鋁實(shí)心球進(jìn)行化學(xué)成分調(diào)配，配料比例:實(shí)心球:90%-70%;工業(yè)氧化鋁:10%-25%;純堿:10%以下；使配合料的化學(xué)成分達(dá)到=Al2O3:92%-99% ；Si02 ( 0.5% ；Na20:0.5%_7%。第五步:熔融澆鑄成型
將這種配合料加入電弧爐中熔化，熔化電壓:120-240V，熔化電流:1000A-20000A，熔化周期40-120分鐘，熔化周期結(jié)束時(shí)，將熔液澆鑄到耐火材料制成的模型中，采用保溫材料對(duì)鑄型保溫退火，保溫時(shí)間15-20天，然后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行切磨加工，最后得到符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的熔鑄氧化鋁耐火磚。
具體實(shí)施方式
:
實(shí)施例一:
1、將回收的用后的廢氧化鋁磚人工清理后，通過顎式破碎機(jī)、對(duì)輥破碎機(jī)破碎，揀選出雜質(zhì)，得到的顆粒料的粒度為IOmm以下。2、使用帶加熱裝置的混合機(jī)，加熱溫度為80°C，按照配料比例為氧化鋁廢磚顆粒料占90%、浙青結(jié)合劑占10%，先加入廢磚顆粒料，然后加入浙青結(jié)合劑進(jìn)行混煉，混煉時(shí)間20-30分鐘。3、將混煉好的料用壓球機(jī)壓制成球，球的粒度為30mm左右。4、將壓制好的球加入電弧爐中進(jìn)行熔化冶煉。熔化冶煉電工參數(shù):二次電壓為150V-170V，二次電流為10000A，冶煉周期:90分鐘。5、當(dāng)冶煉周期結(jié)束時(shí)，開啟高壓水的閥門，傾動(dòng)爐體，將從爐嘴流出的熔體吹成實(shí)心球，吹球高壓水壓力:0.5MPa。6、將吹出來的球進(jìn)行烘干，然后對(duì)實(shí)心球進(jìn)行分選，球形完整的作為研磨料用球，分選下來的球用于生產(chǎn)熔鑄氧化鋁磚。7、對(duì)分選下來氧化鋁實(shí)心球進(jìn)行化學(xué)成分調(diào)配，添加少量工業(yè)氧化鋁、純堿，t匕例:1000kg配合料中:700kg球,212kg工業(yè)氧化招,88kg純堿,使配合料的化學(xué)成分達(dá)到:Al2O3:95% ；Si02 ( 0.6% ；Na20:5%。8、將混合料加入到電弧爐中進(jìn)行熔化，控制二次電壓為180V-220V ;二次電流5000A-7000A，熔化時(shí)間為80-100分鐘。
9、將熔化好的熔液澆鑄到預(yù)先組合好的模型中，模型采用剛玉砂板制成。10、澆鑄之前，將模型埋入保溫介質(zhì)中保溫退火，保溫介質(zhì)選用工業(yè)氧化鋁粉及氧化鋁空心球，四周保溫層厚度> 250 mm。澆鑄后的模型自然停留15-20天，使磚材實(shí)現(xiàn)保溫退火。11、待保溫退火的產(chǎn)品降到60°C以下，可將產(chǎn)品取出，進(jìn)行表面清理，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，按用戶要求切磨加工以及組裝等。實(shí)施例二:
本實(shí)施例與實(shí)施例一過程基本一致，其主要區(qū)別是混煉時(shí)顆粒料與浙青的比例、冶煉時(shí)一些參數(shù)有區(qū)別，工藝控制略作調(diào)整:
1、將回收的用后的廢氧化鋁磚人工清理后，通過顎式破碎機(jī)、對(duì)輥破碎機(jī)破碎，揀選出雜質(zhì)，得到的顆粒料的粒度為IOmm以下。2、使用帶加熱裝置的混合機(jī)，加熱溫度為80°C，按照配料比例為氧化鋁廢磚顆粒料占95%、浙青結(jié)合劑占5%，先加入廢磚顆粒料，然后加入浙青結(jié)合劑進(jìn)行混煉，混煉時(shí)間20-30分鐘。3、將混煉好的料用壓球機(jī)壓制成球，球的粒度為30_左右。4、將壓制好的球加入電弧爐中進(jìn)行熔化冶煉。熔化冶煉電工參數(shù):二次電壓為140V-160V，二次電流為12000A，冶煉周期:70分
鐘。 5、當(dāng)冶煉周期結(jié)束時(shí)，開啟高壓水閥門，傾動(dòng)爐體，將從爐嘴流出的熔體吹成實(shí)心球，吹球壓縮空氣壓力:0.8MPa。6、將吹出來的球進(jìn)行烘干，然后對(duì)實(shí)心球進(jìn)行分選，球形完整的作為研磨料用球，分選下來的球用于生產(chǎn)熔鑄氧化鋁磚。7、對(duì)分分選下來的氧化鋁實(shí)心球進(jìn)行化學(xué)成分調(diào)配，添加少量工業(yè)氧化鋁、純堿，具體比例:IOOOkg配合料中:600kg球,320kg工業(yè)氧化招,80kg純堿,使配合料的化學(xué)成分達(dá)至Ij:A1203:95% ；Si02 ( 0.6% ；Na20:5%。8、將混合料加入到電弧爐中進(jìn)行熔化，控制二次電壓為190V-210V，電流5000A-7000A，熔化時(shí)間為90-110分鐘。9、將熔化好的熔液澆鑄到預(yù)先組合好的模型中，模型采用剛玉砂板制成。10、澆鑄之前，將模型埋入保溫介質(zhì)中保溫退火，保溫介質(zhì)選用工業(yè)氧化鋁粉及氧化鋁空心球，四周保溫層厚度> 250 mm。澆鑄后的模型自然停留15-20天，使磚材實(shí)現(xiàn)保溫退火。11、待保溫退火的產(chǎn)品降到60°C以下，可將產(chǎn)品取出，進(jìn)行表面清理，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，按用戶要求切磨加工以及組裝等。最后應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種用后廢棄氧化鋁磚的再利用方法，其特征在于: 步驟一、廢氧化鋁磚的預(yù)處理:以回收的高溫使用過的廢氧化鋁耐火磚為原料，去除廢氧化招耐火磚表面附著的雜質(zhì)，破碎為10_以下的顆粒料； 步驟二、將顆粒料與浙青結(jié)合劑混煉,配料比例為氧化招廢磚顆粒料占90%-95%、浙青結(jié)合劑占5%-10%，隨后壓制成30mm左右的球； 步驟三、將上步得到的廢氧化鋁磚的顆粒料與浙青混煉后壓制的球加入到電弧爐中，進(jìn)行高溫熔融冶煉，冶煉時(shí)電弧爐二次電壓為110V-220V、二次電流為1000A-30000A，冶煉周期為50-120分鐘； 步驟四、當(dāng)一個(gè)熔化周期結(jié)束時(shí)，傾動(dòng)爐體，在高壓水流的作用下，將熔液吹成實(shí)心球，高壓水流的壓力為0.4-0.8MPa ； 步驟五、將實(shí)心球烘干并進(jìn)行分選，球形完整的球用作研磨料； 步驟六、對(duì)分選下來的氧化鋁實(shí)心球進(jìn)行化學(xué)成分調(diào)配，配料比例:實(shí)心球:90%-70% ;工業(yè)氧化鋁:10%-25% ;純堿:≤ 10% ;使配合料的化學(xué)成分達(dá)到:A1203:92%-99% ；SiO2 ≤ 0.6% ；Na20:0.5%-7% ； 步驟七、熔化澆鑄成型:將調(diào)配好的配合料加入電弧爐中熔化，熔化電壓為120-240V，熔化電流為1000A-20000A，熔化周期為40-120分鐘，熔化周期結(jié)束時(shí)，將熔液澆鑄到耐火材料制成的模型中，采用保溫材料對(duì)鑄型保溫退火，保溫時(shí)間10-20天，然后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行切磨加工，最后得到熔鑄氧化鋁耐火磚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄氧化鋁磚的再利用方法，其特征在于:步驟一中，采用機(jī)械打磨的方法清除廢氧化鋁耐火磚表面附著的雜質(zhì)；然后采用顎式破碎機(jī)、對(duì)輥式破碎機(jī)將回收的廢氧化鋁耐火磚進(jìn)行破碎。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄氧化鋁磚的再利用方法，其特征在于:步驟二中，使用帶加熱裝置的混合機(jī)，先加入廢磚顆粒料，然后加入浙青結(jié)合劑進(jìn)行混煉，隨后壓制成球。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄氧化鋁磚的再利用方法，其特征在于:步驟三中，熔化冶煉電工參數(shù):二次電壓為150V-170V，二次電流為10000A，冶煉周期為90分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄氧化鋁磚的再利用方法，其特征在于:步驟四中，當(dāng)一個(gè)熔化周期結(jié)束時(shí)，傾動(dòng)爐體，在高壓水流的作用下，將熔液吹成實(shí)心球。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄氧化鋁磚的再利用方法，其特征在于:步驟五中，將實(shí)心球烘干并進(jìn)行分選，球形完整的球用作研磨料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄氧化鋁磚的再利用方法，其特征在于:步驟六中，對(duì)分選下來氧化鋁實(shí)心球進(jìn)行化學(xué)成分調(diào)配，添加少量工業(yè)氧化鋁、純堿，比例為:IOOOkg配合料中:600-700kg球，212-320kg工業(yè)氧化鋁，80_88kg純堿，使配合料的化學(xué)成分達(dá)到=Al2O3:95% ；Si02 ( 0.6% ；Na20:5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄氧化鋁磚的再利用方法，其特征在于:步驟七中，所述二次電壓為180V-220V ;二次電流5000A-7000A，熔化時(shí)間為80-110分鐘；所述模型采用剛玉砂板制成，澆鑄之前，將模型埋入保溫介質(zhì)中保溫退火，保溫介質(zhì)選用工業(yè)氧化鋁粉及氧化鋁空心球，四周保溫層厚度> 250 mm，澆鑄后的模型自然停留15-20天，使磚材實(shí)現(xiàn)保溫退火，待保溫退火的產(chǎn)品降到60°C以下，可將產(chǎn)品取出，進(jìn)行表面清理，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，按用戶要求切 磨加工以及組裝。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用后廢棄氧化鋁磚的再利用方法，包括雜質(zhì)去除、混煉、壓球、高溫熔融冶煉、吹球、分選、化學(xué)成分調(diào)配、熔化澆鑄成型等工序，使高溫使用后的廢棄氧化鋁磚中的Al2O3成分得到二次利用。
文檔編號(hào)C09K3/14GK103214250SQ20121058826
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者王國(guó)海, 李起勝, 徐寶魁, 劉官清 申請(qǐng)人:鄭州振中電熔新材料有限公司