專利名稱：用后廢棄高鋯磚的再利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及資源綜合利用エ業(yè)固體廢物的處理技術(shù)，所得到的產(chǎn)品是高級熔鑄耐火材料。
背景技術(shù)：
用后廢棄高鋯耐火磚按其生產(chǎn)エ藝分為燒結(jié)高鋯磚與熔鑄高鋯磚，由于高鋯耐火磚具有優(yōu)異的耐火性能，因此，拆窯下來高鋯耐火磚，其外觀幾乎沒被侵蝕，其主體仍是由氧化鋯(ZrO2)化學(xué)成分構(gòu)成。由于其已經(jīng)經(jīng)過高溫使用，因此拆窯時其會分裂成大小不等的塊。由于氧化鋯(ZrO2)是稀缺資源，因此，從玻璃窯拆下來的高鋯磚還具有非常大的價值，繼續(xù)發(fā)揮其中的化學(xué)成分的價值，對其進(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)明公開了ー種利用用后廢棄的燒結(jié)高鋯磚及熔鑄高鋯磚制造熔鑄高鋯磚的方法，通過機(jī)械粉碎及分選、兩種顆粒料及還原劑的配料混和、與浙青結(jié)合劑的混煉、壓制成球、煅燒、電弧爐高溫熔融冶煉、澆鑄成型保溫退火等過程，最終得到熔鑄高鋯磚。該熔鑄聞錯磚是一種可用于聞檔玻璃窯爐等聞溫窯爐關(guān)鍵部位的聞級耐火材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于對エ業(yè)固體廢物進(jìn)行處理，得到ー種新的熔鑄耐火磚，即高溫使用后的廢棄高鋯磚的資源循環(huán)再利用。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方法 第一步廢棄高錯耐火磚的預(yù)處理
將回收的玻璃窯爐用過的廢燒結(jié)高鋯耐火磚與廢熔鑄高鋯磚分別處理，采用機(jī)械打磨的方法去除其表面附著的雜質(zhì)；然后采用顎式破碎機(jī)、對輥式破碎機(jī)將回收的廢高鋯耐火磚破碎，揀選出雜質(zhì)，得到的顆粒料的粒度為3mm以下,分別堆放。第二步配料
將廢燒結(jié)高鋯磚顆粒料、廢燒結(jié)高鋯磚顆粒料與石油焦粉進(jìn)行配料混合，按重量比廢燒結(jié)高鋯磚顆粒料與廢熔鑄高鋯磚顆粒料合計(jì)占90%-95%，石油焦粉占10%-5%進(jìn)行配料；第三步混煉
將第二步配合好的料與浙青結(jié)合劑放入帶加熱裝置的混合機(jī)中混煉，浙青結(jié)合劑加入的比例為配合料總重量的10%-5%。第四歩壓制成球
將混煉好的料用壓球機(jī)壓制成球，球的粒度為20-30mm左右。由于廢磚顆粒料已經(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)，另外ー種是破碎設(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，浙青包裹廢磚顆粒料與石油焦粉，使它們充分接觸，以利于石油焦及浙青中的碳與雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
第五步煅燒
將壓制的球裝入匣缽中，送入隧道窯中煅燒，隧道窯的最高溫度為1600°C。煅燒后得到多孔狀的塊，然后將這種塊破碎成塊徑30-50mm的顆粒料。第六步高溫熔融冶煉
將第五步得到的顆粒料加入到電弧爐中，進(jìn)行高溫熔融冶煉。冶煉過程分三個步驟，冶煉初期采用低電壓、大電流熔化工藝，二次電壓為120V-220V、二次電流為8000A-30000A，冶煉周期為40分鐘，使?fàn)t內(nèi)形成較大的熔池；冶煉中期采用高電壓、低電流熔化，二次電壓為300V-400V、二次電流為4000A-12000A，冶煉周期為30-40分鐘，在爐內(nèi)形成氧化氣氛，便于脫出熔液中的碳；熔化后期仍采用低電壓、大電流熔化，二次電壓為120V-220V、二次電流為10000A-30000A，冶煉周期為30分鐘，均化熔液的溫度，便于熔液澆鑄。第七步熔液澆鑄成型
熔化周期結(jié)束時，將熔液澆鑄到耐火材料制成的模型中，采用保溫材料對鑄型保溫退火，保溫時間15-20天，然后對產(chǎn)品進(jìn)行切磨加工，最后得到熔鑄高鋯耐火磚。
具體實(shí)施例方式 實(shí)施例一1、將回收的用后的廢燒結(jié)高鋯磚及廢熔鑄高鋯磚人工分類、分別堆放，采用機(jī)械打磨的方法去除其表面附著的雜質(zhì)；通過顎式破碎機(jī)、對輥破碎機(jī)破碎，揀選出雜質(zhì)，得到的顆粒料的粒度為2-3mm以下。2、按重量比，廢燒結(jié)高鋯磚顆粒料占40%，廢熔鑄高鋯磚顆粒料占50%，石油焦粉占10%進(jìn)行配料。

3、將上步配合好的料放入帶加熱裝置的混合機(jī)中，加熱溫度80°C，然后加入浙青結(jié)合劑，加入的比例為總重量的6%，混煉30分鐘。4、將混煉好的料用壓球機(jī)壓制成球，球的粒度為20-30_左右。5、將壓制的球裝入匣缽中，送入隧道窯中煅燒，隧道窯的最高溫度為1600°C。煅燒后得到多孔狀的塊，然后將這種塊破碎成塊徑30-50mm的顆粒料。6、將第5步得到的顆粒料加入到電弧爐中，進(jìn)行高溫熔融冶煉。冶煉過程分三個步驟，冶煉初期采用低電壓、大電流熔化工藝，二次電壓為130V、二次電流為18000A，冶煉周期為40分鐘，使?fàn)t內(nèi)形成較大的熔池；冶煉中期采用高電壓、低電流熔化，二次電壓為320V、二次電流為8000A，冶煉周期為40分鐘，在爐內(nèi)形成氧化氣氛，便于脫出熔液中的碳；熔化后期仍采用低電壓、大電流熔化，二次電壓為150V、二次電流為15000A，冶煉周期為30分鐘，均化熔液的溫度，便于熔液澆鑄。7、將熔化好的熔液澆鑄到預(yù)先組合好的模型中，模型采用石墨板制成。8、澆鑄之前，將模型埋入保溫介質(zhì)中保溫退火，保溫介質(zhì)選用氧化鋁空心球及氧化鋁粉，四周保溫層厚度> 350 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。9、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)施例ニ
本實(shí)施例與實(shí)施例ー過程基本一致，其主要區(qū)別是廢磚顆粒料、石油焦粉、浙青的混合比例不同，熔融冶煉參數(shù)有區(qū)別，エ藝控制略作調(diào)整1、將回收的用后的廢燒結(jié)高鋯磚及廢熔鑄高鋯磚人工分類、分別堆放，采用機(jī)械打磨的方法去除其表面附著的雜質(zhì)；通過顎式破碎機(jī)、對輥破碎機(jī)破碎，揀選出雜質(zhì)，得到的顆粒料的粒度為2-3mm以下。2、按重量比，廢燒結(jié)高鋯磚顆粒料占20%，廢熔鑄高鋯磚顆粒料占73%，石油焦粉占7%進(jìn)行配料。3、將上步配合好的料放入帶加熱裝置的混合機(jī)中，加熱溫度80°C，然后加入浙青結(jié)合劑，加入的比例為配合料總重量的8%，混煉30分鐘。4、將混煉好的料用壓球機(jī)壓制成球，球的粒度為30-20_左右。5、將壓制的球裝入匣缽中，送入隧道窯中煅燒，隧道窯的最高溫度為1600°C。煅燒后得到多孔狀的塊，然后將這種塊破碎成塊徑30-50mm的顆粒料。6、將第5步得到的顆粒料加入到電弧爐中，進(jìn)行高溫熔融冶煉。冶煉過程分三個步驟，冶煉初期采用低電壓、大電流熔化工藝，二次電壓為160V、二次電流為13000A，冶煉周期為40分鐘，使?fàn)t內(nèi)形成較大的熔池；冶煉中期采用高電壓、低電流熔化，二次電壓為300V、二次電流為7000A，冶煉周期為30-40分鐘。在爐內(nèi)形成氧化氣氛，便于脫出熔液中的碳；熔化后期仍采用低電壓、大電流熔化，二次電壓為140V、二次電流為15000A，冶煉周期為30分鐘，均化熔液的溫度，便于熔液澆鑄。

7、將熔化好的熔液澆鑄到預(yù)先組合好的模型中，模型采用石墨板制成。8、澆鑄之前，將模型埋入保溫介質(zhì)中保溫退火，保溫介質(zhì)選用エ業(yè)氧化鋁粉及氧化鋁空心球，四周保溫層厚度> 350 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。9、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
1.一種用后廢棄高鋯磚的再利用方法，其特征在于 步驟一、以回收的廢棄燒結(jié)高鋯磚及熔鑄高鋯磚為原料，分別處理，清除廢高鋯耐火磚表面附著的雜質(zhì)，將其破碎并分選出雜質(zhì)； 步驟二、將廢燒結(jié)高鋯磚顆粒料、廢燒結(jié)高鋯磚顆粒料與石油焦粉進(jìn)行配料混合，按重量比廢燒結(jié)高鋯磚顆粒料與廢熔鑄高鋯磚顆粒料合計(jì)占90%-95%，石油焦粉占5%-10%進(jìn)行配料； 步驟三、將步驟二配合好的料與浙青結(jié)合劑一起放入帶加熱裝置的混合機(jī)中混煉，浙青結(jié)合劑加入的比例為配合料總重量的5%-10% ； 步驟四、將混煉好的料用壓球機(jī)壓制成粒度為20-30_左右的球； 步驟五、將壓制的球裝入匣缽中，送入隧道窯中煅燒，隧道窯的最高溫度為1600°C，煅燒后得到多孔狀的塊，然后將這種塊破碎成塊徑30-50mm的顆粒料； 步驟六、將步驟五得到的顆粒料加入到電弧爐中，進(jìn)行高溫熔融冶煉，冶煉過程分三個步驟，冶煉初期采用低電壓、大電流熔化工藝，二次電壓為120V-220V、二次電流為8000A-30000A，冶煉周期為30-40分鐘，使?fàn)t內(nèi)形成較大的熔池；冶煉中期采用高電壓、低電流熔化，二次電壓為300V-400V、二次電流為4000A-12000A，冶煉周期為30-40分鐘，在爐內(nèi)形成氧化氣氛，便于脫出熔液中的碳；熔化后期仍采用低電壓、大電流熔化，二次電壓為120V-220V、二次電流為10000A-30000A，冶煉周期為30-40分鐘，均化熔液的溫度，便于熔液澆鑄； 步驟七、將熔液澆鑄到耐火材料制成的模型中，采用保溫材料對鑄型保溫退火，保溫時間15-20天，然后對產(chǎn)品進(jìn)行切磨加工，最后得到熔鑄高鋯耐火磚，所述熔鑄高鋯耐火磚可用于特種玻璃窯爐侵蝕最嚴(yán)重的部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄高鋯磚的再利用方法，其特征在于按重量比，按照廢燒結(jié)高鋯磚顆粒料占20%，廢熔鑄高鋯磚顆粒料占73%，石油焦粉占7%進(jìn)行配料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄高鋯磚的再利用方法，其特征在于步驟一中，采用機(jī)械打磨的方法清除廢高鋯耐火磚表面附著的雜質(zhì)；然后采用顎式破碎機(jī)、對輥式破碎機(jī)將回收的廢高鋯耐火磚破碎，得到粒度小于3mm的顆粒料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄高鋯磚的再利用方法，其特征在于步驟三中，將配合好的料放入帶加熱裝置的混合機(jī)中，加熱溫度80°C，然后加入浙青結(jié)合劑，加入的比例為總重量的6-8%，混煉30分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄高鋯磚的再利用方法，其特征在于步驟四中，將混煉好的料用壓球機(jī)壓制成粒度為20-30mm左右的球。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄高鋯磚的再利用方法，其特征在于步驟五中，將壓制的球裝入匣缽中，送入隧道窯中煅燒，隧道窯的最高溫度為1600°C，煅燒后得到多孔狀的塊，然后將這種塊破碎成塊徑30-50mm的顆粒料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄高鋯磚的再利用方法，其特征在于步驟六中，冶煉初期，二次電壓為130V、二次電流為18000A，冶煉周期為40分鐘；冶煉中期，二次電壓為320V、二次電流為8000A，冶煉周期為40分鐘；熔化后期，二次電壓為150V、二次電流為15000A，冶煉周期為30分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用后廢棄高鋯磚的再利用方法，其特征在于步驟七中，所述模型采用石墨板制成，澆鑄之前，將模型埋入保溫介質(zhì)中保溫退火，保溫介質(zhì)選用氧化鋁空心球及氧化鋁粉，四周保溫層厚度> 350 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，將產(chǎn)品取出，進(jìn)行表面清理，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，按 用戶要求進(jìn)行切磨加工及組裝。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用后廢棄高鋯磚的再利用方法，包括雜質(zhì)去除、混料、混煉、壓球、煅燒、高溫熔融冶煉、澆鑄、退火等工序，使高溫使用后的廢棄高鋯磚中的氧化鋯(ZrO2)成分得到二次利用。
文檔編號C04B35/622GK103030412SQ20121058791
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者王國海, 李起勝, 徐寶魁, 劉官清 申請人:鄭州振中電熔鋯業(yè)有限公司