一種金屬鎂冶煉中廢耐火材料回收利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于固體廢物回收利用領(lǐng)域，主要涉及金屬鎂冶煉廢耐火材料回收利用， 加工本行業(yè)可用的耐火硅酸鋁纖維的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在金屬鎂冶煉時(shí)，會(huì)產(chǎn)生約為鎂產(chǎn)量10%的廢耐火材料，這些廢耐火材料由于用 途，加熱爐部位不同，所排出廢耐火材料有不同的形狀和成分之別，主要有用于耐火砌筑的 耐火磚，有用作保溫材料的硅酸鋁纖維。這些耐火材料中Al 2O3含量一般都達(dá)45 %以上， Fe2O3含量由Al 203含量高低而不同，Al 203含量越高Fe 203含量呈下降狀態(tài)，廢耐火材料的化 學(xué)成份如表1所不。
[0003] 表1金屬鎂冶煉廢耐火材料化學(xué)成份
[0005] 這些廢耐火材料一部分燒結(jié)成240_400mm以上的大塊，一部分是大小不等的碎 塊。還有一部分是用作保溫材料的硅酸鋁纖維，這些耐火材料一般都和鎂廠(chǎng)還原渣和其它 垃圾拉出廠(chǎng)外填埋，既要外運(yùn)填埋占用勞力和運(yùn)輸車(chē)輛，更主要的是加大了耐火材料的原 料鋁礬士資源的消耗，還要占用良田填埋，給企業(yè)造成極大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，從戰(zhàn)略上減少了國(guó)家 鋁礦資源的儲(chǔ)備，目前僅有少量回收利用，方法有以下幾種：
[0006] (1)磨粉用作耐火材料砌筑材料
[0007] 因碎塊較多，低Al2O3的廢耐火材料Fe 203含量較高，而含F(xiàn)e 203高的砌筑材料耐火 度低，使耐火砌層容易高溫軟化變形，燒結(jié)不能大量利用。
[0008] (2)用作耐火澆注料
[0009] 因澆注料一般用在鎂冶煉還原爐的頂部，是爐子高溫區(qū)域和熱強(qiáng)度要求最高部 位，F(xiàn)e2O 3的混入都會(huì)明顯的影響其性能也不能大量使用。
[0010] ⑶用作耐火材料生產(chǎn)
[0011] 由于廢耐火材料Al2O3含量不穩(wěn)定，只能用于普通耐火料生產(chǎn)，同時(shí)由于耐火材 料生產(chǎn)，工藝落后，勞動(dòng)強(qiáng)度大，投資大，產(chǎn)品附加值低，而且大量的廢耐火纖維無(wú)法回收利 用，造成很大的損失。故只能遠(yuǎn)距離運(yùn)到耐火材料生產(chǎn)廠(chǎng)，用作骨料加進(jìn)新料中生產(chǎn)抵擋耐 火材料。
[0012] 由于廢耐火材料Al2O3含量差別很大，F(xiàn)e 203含量高的加工一般耐火材料產(chǎn)品附加 值低，廢耐火纖維一般方法又無(wú)法利用，故一般廠(chǎng)都采用了填埋方法，造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi) 和對(duì)環(huán)境極大污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的在于把廢耐火材料中Fe2O3含量高的廢耐火材料用酸進(jìn)行處理，除 去其中有害的Fe 2O3后，再和含F(xiàn)e 203低的的廢耐火纖維共同混合生產(chǎn)附加值高的硅酸鋁耐 火纖維，用于再生制作窯爐的保溫材料。
[0014] 針對(duì)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是把廢耐火材料進(jìn)行粉碎至100-150目細(xì)度， 經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間高溫焙燒的Al 2O3因晶相形態(tài)變化難溶于酸，而Fe2O3較易溶于酸，利用硫酸在酸 性條件下加熱反應(yīng)，除去廢耐火材料中的對(duì)硅酸鋁纖維有害成份Fe 2O3和少量的Al 203，這樣 選擇性地大量除去廢耐火材料中的Fe2O 3，使娃酸錯(cuò)纖維原料中Fe2O3含量達(dá)到質(zhì)量要求，在 高溫下生產(chǎn)高附加值的保溫材料硅酸鋁纖維，同時(shí)所產(chǎn)生的酸浸取液中含有較多的鐵和少 量鋁的硫酸鹽，可用來(lái)加工水處理的紫凝劑。硅酸鋁纖維中化學(xué)成份如表2所示。
[0015] 表2硅酸鋁耐火纖維化學(xué)成份含量％

【具體實(shí)施方式】
[0017] 實(shí)施例1
[0018] 〈1>、將含有Fe2035. 5%，Al2O3含量58. 3%廢耐火材料粉粉碎至100目，
[0019] 〈2>、將100目廢耐火材料粉和硫酸反應(yīng)PH值為2
[0020] 〈3>、反應(yīng)溫度控制在100°C以上，
[0021] 〈4>、反應(yīng)時(shí)間60分鐘，
[0022] 〈5>、液固比控制5 : 1，
[0023] 〈6>、測(cè)得酸洗后廢耐火材料粉中Fe2O3含量2. 5%，Al 203含量測(cè)得55. 8%
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 〈1>、將含有Fe2035. 5%，Al2O3含量58. 3%廢耐材料粉粉碎至150目，
[0026] 〈2>、將150目廢耐火材料粉和硫酸反應(yīng)PH值為2
[0027] 〈3>、反應(yīng)溫度控制在100°C以上，
[0028] 〈4>、反應(yīng)時(shí)間60分鐘，
[0029] 〈5>、液固比控制5 : 1，
[0030] 〈6>、測(cè)得酸洗后廢耐火材料粉中Fe2O3含量1. 8%，Al 203含量測(cè)得53. 1 %
[0031] 實(shí)施例3
[0032] 〈1>、將含有Fe2035. 5%，Al2O3含量58. 3%廢耐火材料粉碎至150目，
[0033] 〈2>、將150目廢耐火材料粉和硫酸反應(yīng)PH值為1
[0034] 〈3>、反應(yīng)溫度控制在100°C以上，
[0035] 〈4>、反應(yīng)時(shí)間控制在90分鐘，
[0036] 〈5>、液固比控制6 : 1，
[0037] 〈6>、測(cè)得酸洗后廢耐火材料粉中Fe2O3含量I. 1 %，Al 203含量50. 2%
[0038] 實(shí)施例4
[0039] 〈1>、將含有Fe2035. 5%，Al2O3含量58. 3%廢耐火材料粉碎至150目，
[0040] 〈2>、將粉碎至150目廢耐火材料粉和硫酸反應(yīng)，PH值為1
[0041] 〈3>、反應(yīng)溫度控制在100°C以上，
[0042] 〈4>、反應(yīng)時(shí)間控制在180分鐘，
[0043] 〈5>、液固比控制6 : 1，
[0044] 〈6>、測(cè)得酸洗后廢耐火材料粉中Fe2O3含量0· 6%，Al 203含量48. 5% ·
[0045] 具體操作方式：
[0046] 1、將各類(lèi)廢耐火材料按照氧化鋁含量分類(lèi)收集和存放；
[0047] 2、將廢棄硅酸鋁耐火纖維單獨(dú)回收保管；
[0048] 3、將不同氧化鋁含量的廢耐火材料進(jìn)行破碎，粉磨至100-150目；
[0049] 4、然后分別將100-150目的廢耐火材料粉和硫酸反應(yīng)，反應(yīng)液控制PH值為1-2,液 固比為5-6 : 1，反應(yīng)溫度為100°C以上，反應(yīng)時(shí)間為60-180分鐘；
[0050] 5、反應(yīng)混合液用耐酸泥漿栗打入澄清槽中澄清120-180分鐘，澄清液由耐酸栗打 入澄清液貯槽中；
[0051 ] 6、澄清槽中下部沉淀用耐酸泥漿栗打入耐酸不繡鋼離心機(jī)中進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾液流 入酸液貯槽。
[0052] 7、濾去酸液的廢耐火材料粉在離心機(jī)液體出口無(wú)酸液流出時(shí)加清水開(kāi)始洗滌，洗 滌至液體出口液體PH達(dá)4. 5-7時(shí)洗滌液排入清洗液貯槽，離心機(jī)出水口 PH值達(dá)7時(shí)關(guān)閉 水閥停止清洗，離心機(jī)出水口無(wú)水流出時(shí)，放出干燥的耐火材料粉，洗滌液收集用作酸液配 置；
[0053] 8、將離心機(jī)內(nèi)干燥的耐火材料粉檢測(cè)成份后根據(jù)硅酸鋁纖維中二氧化硅，氧化鋁 要求配入合適的已經(jīng)過(guò)處理的不同硅鋁成份的廢耐火材料粉，再根據(jù)需要配入廢硅酸鋁纖 維送入二相電爐中制硅酸鋁耐火纖維；
[0054] 9、收集酸澄清液，離心機(jī)分離出的過(guò)濾液和離心機(jī)過(guò)濾出來(lái)的PH < 4. 5洗滌液， 集中起來(lái)制取廢水處理的絮凝劑聚合硫酸鋁、硫酸鐵。
[0055] 10、PH > 4. 5的洗滌液用于配置和廢耐火材料粉反應(yīng)的酸浸液。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種金屬鎂冶煉中廢耐火材料回收利用方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟： 〈1>將廢耐火材料按氧化鋁含量不同分類(lèi)收集存放； 〈2>將廢硅酸鋁纖維單獨(dú)回收保存； 〈3>將過(guò)程〈1>的廢耐火材料按氧化鋁的成份不同分別粉碎100-150目； 〈4>將過(guò)程〈3>粉碎至100-150目的廢耐火材料粉在耐酸反應(yīng)槽中與硫酸反應(yīng)，溫度控 制在100°C以上，液固比為5-6 : 1，PH值為1-2,反應(yīng)時(shí)間為60-180分鐘； 〈5>將過(guò)程〈4>的反應(yīng)液用耐酸泥漿栗打入澄清槽中澄清120-180分鐘，澄清液由耐酸 栗打入澄清液貯槽中； 〈6>將過(guò)程〈5>反應(yīng)槽下部沉淀用耐酸泥漿栗打入離心機(jī)中過(guò)濾，過(guò)濾液流入酸液貯 槽； 〈7>將過(guò)程〈6>的廢耐火材料粉加水洗滌，洗滌液流入洗滌液貯槽； 〈8>將過(guò)程〈7>的廢耐火材料粉洗滌至離心機(jī)液體出口液體PH值=4. 5時(shí)收集至洗滌 液貯槽，離心機(jī)出口洗滌液PH值達(dá)7時(shí)停止加水洗滌，離心機(jī)液體出口無(wú)有水流出時(shí)關(guān)閉 離心機(jī)； 〈9>將過(guò)程〈8>離心機(jī)內(nèi)干燥廢耐火材料粉檢測(cè)成份后，根據(jù)硅酸鋁中二氧化硅和氧 化鋁要求配人合適的已經(jīng)經(jīng)過(guò)上述處理廢耐火材料粉，再根據(jù)需要配入過(guò)程〈2>的廢硅酸 鋁耐火纖維加入兩相電爐中制取硅酸鋁耐火纖維。2. -種金屬鎂冶煉中廢耐火材料回收利用方法，其特征在于以下步驟： 將權(quán)利要求1中過(guò)程〈5>的澄清液貯槽中澄清酸液，過(guò)程〈6>的離心機(jī)流出酸液，過(guò)程 〈6>，PH< 4. 5以下，洗滌液集中收集制取水處理用的絮凝劑聚合硫酸鋁和硫酸鐵。3. -種金屬鎂冶煉中廢耐火材料回收利用方法，其特征在于以下步驟： 將權(quán)利要求1中過(guò)程〈8>中PH= 4. 5-7的洗滌液專(zhuān)門(mén)收集用作過(guò)程〈4>酸洗液的配 置。
【專(zhuān)利摘要】金屬鎂廠(chǎng)每年有金屬鎂產(chǎn)量10％廢耐火材料當(dāng)作固體廢棄物排出，其中成份主要是氧化鋁和二氧化硅，低氧化鋁含量的廢耐火材料中氧化鐵含量較高，還要排出一部份廢棄的廢硅酸鋁纖維。將廢耐火材料和廢硅酸鋁耐火纖維分別收集，存放、粉碎和磨粉，將廢耐材料粉和硫酸反應(yīng)除去其中大量氧化鐵和少量氧化鋁，進(jìn)行脫水干燥后的廢耐火材料粉根據(jù)要求配料，并配入部分廢硅酸鋁耐火纖維，加進(jìn)二相電爐中制得硅酸鋁耐火纖維。廢酸液制取廢水處理的絮凝劑聚合硫酸鋁和硫酸鐵，洗滌液收集用作酸液配置。
【IPC分類(lèi)】C04B35/66
【公開(kāi)號(hào)】CN105218110
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510513873
【發(fā)明人】朱廣東, 劉英杰, 張郝琨
【申請(qǐng)人】山西八達(dá)鎂業(yè)有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年8月21日