一种利用废旧耐火材料生产铝碳化硅砖的方法

摘要

本发明公开了一种利用废旧耐火材料生产铝碳化硅砖的方法，经选料、破碎、碎粉除铁、磨粉、配料、配比、混碾、成型、检验、干燥、装窑、烧成、散热及冷却等步骤后制得铝碳化硅砖，不仅解决了废旧耐火材料填埋占用的土地，节约了资源，还改善了环保，同时处理了具有放射性或致癌物品经风化和雨淋对土壤土质造成的破坏。

说明书

技术领域

本发明属于废旧材料再利用领域，特别涉及一种利用废旧耐火材料生产铝碳化硅砖的方法。 

背景技术

近几来矿产资源受国家环保政策控制与限制，耐火原料日益紧涨价格不断攀升。 

从耐火材料的资源来看，我国耐火原料矿藏储量减少，铝矾土矿储量达1.2亿吨的山西阳泉经过近百年的开采，品位较好的铝矾土矿藏濒临枯竭。当年闻名于世的山东省焦宝石，由于开采量大及年代久远，已有如博山铝土矿、洪山铝土矿相继于上世纪90年代闭坑转产和破产重组。还有如镁质耐火原料矿藏经过长期的开采，主矿和精矿区域均逐步减少，有的现已从露天开采转入地下开采。另外，每年因不规范开采所浪费的小矿、边角矿在大量增加，使资源严重浪费。面对矿藏资源逐年减少，资源严重浪费的现象，节约资源、综合利用资源已是当务之急。 

现有技术中，对废旧耐火材料的处理主要是填埋，不仅占用了土地，经风化和雨淋的废弃耐火材料，易造成土壤土质的破坏，而且有些废旧耐火材料可以致癌（如含铬耐火材料）、具有放射性（如含锆耐火材料）。随着我国对循环经济、可持续发展战略的推进，对使用后废旧耐火材料的研发再利用力度也需逐渐增大，并向高技术、高技术附加值方向发展。 

因此，对耐火资源的综合利用，使有限的资源发挥最大限度的作用，实现可持续发展，是社会发展的需要，是一种必然。 

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种节约资源、改善环保的利用废旧耐火材料生产铝碳化硅砖的方法。 

本发明提供一种利用废旧耐火材料生产铝碳化硅砖的方法，包括以下步骤： 

S1、选料：选用符合要求的高炉用废旧高铝砖、陶瓷行业废碳化硅棚板、软泥和废一等高铝砖； 

S2、破碎：将上述原料放入辊机中破碎，且将辊机中破碎出来的颗粒过6目振动筛，其粒度要求粒径＞5mm的颗粒应少于等于全部颗粒的10%，粒径<0.5mm的颗粒应少于等于全部颗粒的20%； 

S3、碎粉除铁：大块料在破碎过筛后，在皮带运轲机的溜槽和下粉槽上应分别安上永久磁铁，以除去铁质，要求每20分钟取铁一次； 

S4、磨粉：采用雷蒙磨磨取细粉，必须加料均匀，并控制好加料速度、风机转速，并调节好水平筛转速，粉料粒度应达到≤0.088mm的粉料≥90%； 

S5、配料：配料前先校好磅秤，各种原料称量误差不得超过3%； 

S6、配比：各成分及成分的重量百分比为6目一级矾土30%、6目废旧高铝砖30%、碳化硅板细粉12%、180目矾土细粉23%、180目软泥粉5%、木钙液4%～4.5%； 

S7、混碾：先将各种骨料颗粒料加入行星混合机内，一边混碾一边加入木钙液，将颗粒润湿，再加入细粉，混碾时间不少于10分钟； 

S8、成型：采用400吨摩擦压砖机成型，控制砖坯的体积密度为2.9g/cm3； 

S9、检验：砖坯气孔率应≤19%；尺寸≤200mm的误差为±1mm，尺寸≥200mm的误差为±2mm；扭曲≤0.5mm；同一尺寸相对偏差应≤1.0mm；缺棱深度≤3.0mm，长度为≤60mm，缺角深度≤3.0mm；飞边需抹平且厚度应≤1.0mm；不允许存在裂纹、层裂及麻面； 

S10、干燥：采取自然干燥的方法，干燥场地要平整，其上铺上厚度>10mm的石英砂并刮平，码砖必须轻拿轻放，码砖高度不得超过1.2m，待砖坯残余水份≤2%方可装窑； 

S11、装窑：采用侧装的装窑方式，做到边密中稀、上密下稀，每个砖垛的间距为80～100mm，砖垛与窑侧距离为150～200mm，与窑顶距离为100～150mm；窑顶部砖与砖之间距离为15～20mm，上部为20～25mm，下部为25～30mm；且砖坯上要求撒上粒径≤2mm的焦宝石粉并刮平，砖坯与砖坯之间要撒上防止粘砖的糠壳；正对窑门中心线留一道看火道，高度为0.8～1.0m，距2窑门各为1.2～1.4m处应放测温锥各一个；窑门分内外两层封闭，中间留100mm左右的空隙用于隔热，正对看火道留观察测温孔； 

S12、烧成：从点火到升温至窑内温度为1500℃，累计时常为123小时；频繁观测窑内温度情况，待火锥弯倒后即可进行保温，保温8小时后即可刹火；刹火后半小时将烟道闸板全部放下； 

S13、散热及冷却：刹火后16小时打开窑顶散热孔，扒开外层窑门，24小时后打开1/3窑门，40小时后打开全部窑门，提起烟道闸板，扒开火箱盖板，鼓风冷却至常温； 

优选地，步骤S1备料包括： 

S101、废旧耐火材料的挑拣：选用陶瓷行业用废旧废旧碳化硅棚板，将铁瘤、煤熔瘤、石灰石和欠烧料等杂质选除干净； 

S102、匣砂的挑拣：要求质量好，不能有瓷片等碎片； 

S103、软泥的挑拣：要求杂质很少，质纯，粘土良好； 

S104、废一等高铝砖的挑拣：要求质量纯正、体积密度大，需选除干净低级别的废砖和杂质。 

优选地，步骤S4中水平筛的转速不得小于600转/分。 

优选地，步骤S9中要求按先轻后压慢抬头的方法操作。 

优选地，步骤S7混碾中对泥料粒度及水分要求如下： 

粒度>5mm，水分要求≤10%； 

粒度为5～3mm，水分要求为20～30%； 

粒度为3～1mm，水分要求为20～30%； 

粒度≤0.1mm，水分要求为35～45%； 

泥料水份为5.0～5.5%。 

优选地，步骤S7混碾中木质磺酸钙溶液的比重为1.18～1.25g/cm³。 

优选地，所述步骤S12烧成包括： 

点火-升温至200℃：升温速度为5℃/小时，花费36小时； 

200℃保温12小时； 

200～800℃：升温速度为25℃/小时，花费24小时； 

800～1200℃：升温速度为20℃/小时，花费20小时； 

1200～1400℃：升温速度为15℃/小时，花费13小时； 

1400～1500℃：升温速度为10℃/小时，花费10小时； 

1500℃保温8小时。 

本发明提供的所述利用废旧耐火材料生产铝碳化硅砖的方法通过利用废旧高铝砖碳化硅砖生产铝碳化硅砖不仅解决了废旧耐火材料填埋占用的土地，节 约了资源，还改善了环保，同时处理了具有放射性或致癌物品经风化和雨淋对土壤土质造成的破坏。 

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案： 

本发明提供一种利用废旧耐火材料生产铝碳化硅砖的方法，包括以下步骤： 

S1、选料：选用符合要求的高炉用废旧高铝砖、陶瓷行业废碳化硅棚板、软泥和废一等高铝砖； 

S2、破碎：将上述原料放入辊机中破碎，且将辊机中破碎出来的颗粒过6目振动筛，其粒度要求粒径＞5mm的颗粒应少于等于全部颗粒的10%，粒径<0.5mm的颗粒应少于等于全部颗粒的20%； 

S3、碎粉除铁：大块料在破碎过筛后，在皮带运轲机的溜槽和下粉槽上应分别安上永久磁铁，以除去铁质，要求每20分钟取铁一次； 

S4、磨粉：采用雷蒙磨磨取细粉，必须加料均匀，并控制好加料速度、风机转速，并调节好水平筛转速，粉料粒度应达到≤0.088mm的粉料≥90%； 

S5、配料：配料前先校好磅秤，各种原料称量误差不得超过3%； 

S6、配比：各成分及成分的重量百分比为6目一级矾土30%、6目废旧高铝砖30%、碳化硅板细粉12%、180目矾土细粉23%、180目软泥粉5%、木钙液4%～4.5%； 

S7、混碾：先将各种骨料颗粒料加入行星混合机内，一边混碾一边加入木钙液，将颗粒润湿，再加入细粉，混碾时间不少于10分钟； 

S8、成型：采用400吨摩擦压砖机成型，控制砖坯的体积密度为2.9g/cm3； 

S9、检验：砖坯气孔率应≤19%；尺寸≤200mm的误差为±1mm，尺寸≥200mm 的误差为±2mm；扭曲≤0.5mm；同一尺寸相对偏差应≤1.0mm；缺棱深度≤3.0mm，长度为≤60mm，缺角深度≤3.0mm；飞边需抹平且厚度应≤1.0mm；不允许存在裂纹、层裂及麻面； 

S10、干燥：采取自然干燥的方法，干燥场地要平整，其上铺上厚度>10mm的石英砂并刮平，码砖必须轻拿轻放，码砖高度不得超过1.2m，待砖坯残余水份≤2%方可装窑； 

S11、装窑：采用侧装的装窑方式，做到边密中稀、上密下稀，每个砖垛的间距为80～100mm，砖垛与窑侧距离为150～200mm，与窑顶距离为100～150mm；窑顶部砖与砖之间距离为15～20mm，上部为20～25mm，下部为25～30mm；且砖坯上要求撒上粒径≤2mm的焦宝石粉并刮平，砖坯与砖坯之间要撒上防止粘砖的糠壳；正对窑门中心线留一道看火道，高度为0.8～1.0m，距2窑门各为1.2～1.4m处应放测温锥各一个；窑门分内外两层封闭，中间留100mm左右的空隙用于隔热，正对看火道留观察测温孔； 

S12、烧成：从点火到升温至窑内温度为1500℃，累计时常为123小时；频繁观测窑内温度情况，待火锥弯倒后即可进行保温，保温8小时后即可刹火；刹火后半小时将烟道闸板全部放下； 

S13、散热及冷却：刹火后16小时打开窑顶散热孔，扒开外层窑门，24小时后打开1/3窑门，40小时后打开全部窑门，提起烟道闸板，扒开火箱盖板，鼓风冷却至常温； 

步骤S1备料包括： 

S101、废旧耐火材料的挑拣：选用陶瓷行业用废旧废旧碳化硅棚板，将铁瘤、煤熔瘤、石灰石和欠烧料等杂质选除干净； 

S102、匣砂的挑拣：要求质量好，不能有瓷片等碎片； 

S103、软泥的挑拣：要求杂质很少，质纯，粘土良好； 

S104、废一等高铝砖的挑拣：要求质量纯正、体积密度大，需选除干净低级别的废砖和杂质。 

步骤S4中水平筛的转速不得小于600转/分。 

步骤S9中要求按先轻后压慢抬头的方法操作。 

步骤S7混碾中对泥料粒度及水分要求如下： 

粒度>5mm，水分要求≤10%； 

粒度为5～3mm，水分要求为20～30%； 

粒度为3～1mm，水分要求为20～30%； 

粒度≤0.1mm，水分要求为35～45%； 

泥料水份为5.0～5.5%。 

所述步骤S7混碾中木质磺酸钙溶液的比重为1.18～1.25g/cm³。 

所述步骤S12烧成包括： 

点火-升温至200℃：升温速度为5℃/小时，花费36小时； 

200℃保温12小时； 

200～800℃：升温速度为25℃/小时，花费24小时； 

800～1200℃：升温速度为20℃/小时，花费20小时； 

1200～1400℃：升温速度为15℃/小时，花费13小时； 

1400～1500℃：升温速度为10℃/小时，花费10小时； 

1500℃保温8小时。 

本发明提供的所述利用废旧耐火材料生产铝碳化硅砖的方法通过利用废旧高铝砖碳化硅砖生产铝碳化硅砖不仅解决了废旧耐火材料填埋占用的土地，节约了资源，还改善了环保，同时处理了具有放射性或致癌物品经风化和雨淋对 土壤土质造成的破坏。 

上面对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。