一種耐火磚及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐火磚及其制備方法，特別是指一種以固體工業(yè)廢棄物為原料制備的耐火磚的制備方法。
【背景技術】
[0002]耐火材料是指耐火溫度不低于1580°C的材料，一般為由無機非金屬材料構成的材料和制品，被廣泛的應用在冶金、化工、石油、機械制造等領域。耐火材料的種類繁多，通常按耐火度的高低分為普通耐火材料(1580-1770°C )、高級耐火材料(1770-2000°C )和特級耐火材料(2000-3000°C )、超級耐火材料(3000°C以上)。
[0003]冶金廢渣(高爐渣、有色金屬渣、鐵礦渣、鋼渣)、燃料廢渣(煤渣、煤矸石、粉煤灰、頁巖灰)、化工廢渣(硫酸渣、煉油堿渣、磷渣、鹽泥、橡膠碎肩)、工業(yè)尾礦等工業(yè)固體廢棄物中含有大量的Si02、AI203、CaO、Fe203、MgO、S03、K20、Na20等成分，還含有重金屬元素，如鉻、銅、銀、砷、鎘等有毒物。工業(yè)固體廢棄物流動性不大，但數(shù)量大，種類多，成分復雜，處理起來相當困難；一方面，它占用大量土地，浪費土地資源，國家每年都要花巨額資金修建排渣場地和專用鐵路線排渣，耗費了大量的人力物力；另一方面，由于工業(yè)固體廢棄物中含有鉻、銅、銀、砷、鎘等重金屬，堆放于露天且經日曬、風吹和雨淋等腐蝕風化，有害成分溶解后進入地表水或者滲入土壤，甚至通過土壤進入地下水，對土壤環(huán)境和水環(huán)境造成二次污染，對生物產生很強的影響，能抑制或消滅水中微生物的生長，妨礙水體自凈。而造紙工業(yè)使用木材、稻草、蘆葦、破布等為原料，經高溫高壓蒸煮而分離出纖維素，制成紙漿。在生產過程中，最后排出原料中的非纖維素部分成為造紙黑液。黑液中含有木質素、纖維素、揮發(fā)性有機酸等，有臭味，污染性很強；亞硫酸鹽紙漿廢液中含有大量的木素磺酸鹽、糖類及其降解的產物、無機物等，具有很高的BOD、C0D,如何回收和利用亞硫酸鹽紙漿廢液以減少其對環(huán)境的危害也是目前急待解決的問題。
[0004]目前，耐火原料、燃料等資源的漲價，人工、運費等成本的增加及國家對環(huán)境問題的日益重視，給我國耐火材料行業(yè)以及耐火磚生產企業(yè)帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。工業(yè)固體廢棄物的處理及資源化利用問題得到了社會各界的廣泛關注，如何探索工業(yè)固體廢棄物資源化利用的新途徑，解決工業(yè)固體廢棄物堆存所引發(fā)的環(huán)境污染問題，化害為利，是一項利國利民的大事，而且勢在必行。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種利用工業(yè)固體廢棄料，變廢為寶，生產使用性能優(yōu)良、生產成本低的耐火磚及其制備方法，以達到綜合回收利用工業(yè)固體廢棄物并降低生產成本的目的。
[0006]發(fā)明給示了一種耐火磚解決前述問題。一種耐火磚，該耐火磚由以下原料組成: 鉻渣、煤矸石、粉煤灰、廢石膏、石英尾砂、釩鐵廢渣、硼泥、黃金尾礦、高磷尾礦、膨脹珍珠巖、蛇紋石、糊精、淀粉、亞硫酸鹽紙漿廢液； 所述各原料按重量份數(shù)計，鉻渣17~27份、煤矸石19~25份、粉煤灰10~15份、廢石膏2-7份、石英尾砂2~6份、釩鐵廢渣2~8份、硼泥2~7份、黃金尾礦2~6份、高磷尾礦2~5份、膨脹珍珠巖2~4份、蛇紋石1~3份、糊精1~5份、淀粉1~5份、亞硫酸鹽紙漿廢液3~15份。
[0007]其中，所述各原料的顆粒度為，絡渣0.03-0.28mm、煤矸石0.02-0.4mm、粉煤灰0.1-0.5mm、廢石膏 0.1-0.8mm、石英尾砂 0.5-1.2mm、f凡鐵廢渣 0.5-1.5mm、硼泥 0.4-1.8mm、黃金尾礦1.2~2.5mm、高磷尾礦1.5~3_、膨脹珍珠巖1.2~2.8_、蛇紋石0.5-1.6_。
[0008]本發(fā)明還給示了所述耐火磚的制備方法，步驟如下，
步驟1，取所述規(guī)定粒度和份數(shù)的鉻渣、煤矸石、粉煤灰、廢石膏、石英尾砂、剛玉渣、鋁型材廠工業(yè)污泥、高磷尾礦、工業(yè)鐵尾礦、橄欖石、云母粉放入攪拌機中進行混合，得到預混物料；
步驟2，取所述規(guī)定份數(shù)的亞硫酸鹽型紙漿廢液、糊精、淀粉進行混合，得到混合漿液；步驟3，將步驟2中的混合漿液加入到步驟1中的預混物中，繼續(xù)混合攪拌10-15min，得到混合物料；
步驟4，將步驟3得到的混合物料放入壓磚機中壓制成磚坯；將所得磚坯放入干燥窯中，在110°C溫度下干燥1天；將干燥后的磚坯在1200-1600°C下保溫2_4小時，即得耐火磚。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，其一，制備耐火磚的方法生產工藝簡單，可以大規(guī)模地利用鉻渣、煤矸石等工業(yè)固體廢棄物制備耐火磚，大大降低了耐火磚的制造成本，還降低環(huán)境污染，經濟環(huán)保，廢料可以重復利用。
[0010]其二，反應過程中加入的煤矸石、粉煤灰中含有一定量的C，充當結合劑的亞硫酸鹽型紙漿廢液、糊精、淀粉中有機物也可以在高溫條件下碳化，這些C在高溫加熱過程中可以將鉻渣中的有毒的六價鉻離子被還原為三價鉻，無需向窯爐中通入還原性氣體對鉻渣進行還原。
[0011]其三，本發(fā)明制備的耐火磚具備優(yōu)良的性能指標:顯氣孔率17-24%、體積密度
2.8-3.4 g/cm3、常溫耐壓強度170_250MPa、高溫抗折強度50_65MPa，具有較好的抗熱震性和耐腐蝕的能力。
【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明給示了一種耐火磚，該耐火磚由以下基本原料組成:
鉻渣、煤矸石、粉煤灰、廢石膏、石英尾砂、釩鐵廢渣、硼泥、黃金尾礦、高磷尾礦、膨脹珍珠巖、蛇紋石、糊精、淀粉、亞硫酸鹽紙漿廢液；
所述各原料按重量份數(shù)計，鉻渣17~27份、煤矸石19~25份、粉煤灰10~15份、廢石膏2-7份、石英尾砂2~6份、釩鐵廢渣2~8份、硼泥2~7份、黃金尾礦2~6份、高磷尾礦2~5份、膨脹珍珠巖2~4份、蛇紋石1~3份、糊精1~5份、淀粉1~5份、亞硫酸鹽紙漿廢液3~15份。
[0013]其中，所述各原料的顆粒度為，鉻渣0.03-0.28mm、煤矸石0.02-0.4mm、粉煤灰
0.1-0.5mm、廢石膏 0.1-0.8mm、石英尾砂 0.5-1.2mm、f凡鐵廢渣 0.5-1.5mm、硼泥 0.4-1.8mm、黃金尾礦1.2~2.5mm、高磷尾礦1.5~3_、膨脹珍珠巖1.2~2.8_、蛇紋石0.5-1.6_。
[0014]另夕卜，在所述各原料中，鉻渣的化學成分為CaO 26~30wt%, Cr203 2~3wt%,Fe203 8~10 wt%, Si02 6~10 wt%, A1203 4~8wt%, MgO 24~30wt%, Cr03 0.3~1.5wt%, Cr2060.3-0.8wt%,重鉻酸鈉(Na2Cr207) 0.5~lwt% ；
煤矸石的化學成分為 Si02 50~55wt%, A1203 8~14wt%, CaO 0.4-0.6wt%, Fe203 2~3wt%,MgO 1 ?3wt%，C 8?25wt% ;
粉煤灰的化學成分 Si02 50.41 wt%, A1203 27.86 wt%, FeO 6.88 wt%, CaO 3.14 wt%,MgO 0.86 wt%, K20 1.24 wt%, Na20 0.43 wt%, S03 0.57 wt% ；
廢石膏中 CaS04 50-60wt% ；
石英尾砂的化學成分為 Si02 86.10wt%, A1203 8wt%, CaO 1.8wt%, Fe203 0.7wt%, MgO
0.5wt% ；
釩鐵廢渣的化學成分為 Si02 0.6-0.8wt%，A1203 75_83wt%，CaO 10_18wt%，F(xiàn)e203
0.2~0.7wt%, MgO 1~2.3wt%, VOx 1.3-4wt% ；
硼泥的化學成分為 Si02 2 5.4wt%, A1203 8wt%, CaO 1.8wt%, Fe2034.7wt%, MgO33.5wt% ；
高磷尾礦的化學成分為 Si02 1 0.86wt%，A1203 0.53wt%，CaO 38.85wt%，MgO 7.84wt%,P205 19.85wt%, Fe203 0.25wt% ；
黃金尾礦的化學成分為 Si02 7 7.66wt%，A1203 7.47wt%，CaO 1.45wt%，F(xiàn)e203 5.86wt%,MgO 0.34wt%0
[0015]本發(fā)明還給示了上述耐火磚的基本制備方法，步驟如下，
步驟1，取所述規(guī)定粒度和份數(shù)的鉻渣、煤矸石、粉煤灰、廢石膏、石英尾砂、剛玉渣、鋁型材廠工業(yè)污泥、高磷尾礦、工業(yè)鐵尾礦、橄欖石、云母粉放入攪拌機中進行混合，得到預混物料；
步驟2，取所述規(guī)定份數(shù)的亞硫酸鹽型紙漿廢液、糊精、淀粉進行混合，得到混合漿液；步驟3，將步驟2中的混合漿液加入到步驟1中的預混物中，繼續(xù)混合攪拌10-15min，得到混合物料；
步驟4，將步驟3得到的混合物料放入壓磚機中壓制成磚坯；將所得磚坯放入干燥窯中，在110°C溫度下干燥1天；將干燥后的磚坯在1200-1600°C下保溫2_4小時，即得耐火磚。
[0016]下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述。
[0017]實施例1
所述耐火磚由以下重量份的原料組成:鉻渣一粒度為0.28mm —18，煤矸石一粒度為0.4mm一20，粉煤灰一粒度為0.5mm一10，廢石霄一粒度為0.8mm一7，石英尾砂一粒度為1.2mm— 6，釩鐵廢渣一粒度為1.5mm— 6，硼泥一粒度為1.8mm— 5，黃金尾礦一粒度為
2.5mm一4，尚憐尾礦一粒度為3_—3，膨脹珍珠巖一粒度為2.8mm一3，蛇紋石一粒度為
1.6mm一 3，糊精一 2，淀粉一1，亞硫酸鹽紙楽廢液一12 ；
該耐火磚的制備步驟如下:
(1)