一种利用含钛高炉渣制备耐火可塑料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种利用含钛高炉渣制备耐火可塑料的制备方法，属于废弃再利用领域。
【背景技术】
[0002]高炉渣是冶炼生铁时产生的废渣，在冶炼生铁时，加入高炉的原料，除了铁矿石和燃料(焦碳)外，还需要加入相当数量的石灰石和白云石作为助熔剂。当炉温达到1400?1600°C时，助熔剂与铁矿石发生高温反应生成生铁和高炉渣。高炉渣就是由脉石、灰分、助熔剂和其他不能进入生铁中的杂质所组成的易熔物质。每生产U生铁时高炉渣的排放量随着矿石品位和冶炼方法的不同而变化。每吨生铁生产出0.3?1.2t高炉渣。
[0003]而随着钢铁企业的飞速发展，所产生的大量含Ti02的高炉废渣堆积如山，我国钒钛磁铁矿储量较大，已探明为61.9亿吨。目前，我国已首先解决了利用高炉冶炼高钛型铁(钒)精矿生产生铁的技术难题，但大部分含钛物相则以十分细小和分散的状态赋存到渣相，成为含15~25%的含钛高炉渣，含钛高炉渣中的钙钛矿相比较稳定，活性较低，难以处理，大量堆积的含钛高炉渣造成了钛资源的流失，对环境也造成了巨大的污染。其直接堆放在露天中，占据了大量的土地，并造成严重的污染，如何综合治理含钛高炉渣一直是环境和材料工作者关心的问题。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题:针对目前我国含钛高炉渣大量堆积，由于其含钛高炉渣中的钙钛矿相比较稳定，活性较低，难以处理，大量堆放在露天环境中，造成环境污染，本发明提供了一种利用含钛高炉渣制备耐火可塑料的制备方法，本发明首先通过盐酸浸泡，再使用氢氧化钠溶液对高炉渣进行初步处理，然后再与硝酸钠、高猛酸碱、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯等在高温下，对含钛高炉渣深入改性，再与蓝晶石、铝酸钙水泥、分散剂等物质混合，得耐火可塑料。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)取1?2kg含钛量为20?35%的高炉渣放入烘箱中烘干，再将其中置于球磨机中进行研磨，过筛得80?100目颗粒，将所得的颗粒放入容器中，向其中加入质量分数为60%的盐酸溶液浸泡颗粒物，搅拌30?50min，然后使用质量分数为70%的氢氧化钠溶液调节pH 为 8.0 ?8.5 ;
(2)向上述容器中加入300?400mL甲醇溶液，10?20g氢化钠及200?300g硝酸钠，搅拌均匀，将容器置于高温加热器中，控制温度为150?200°C，使用氮气对容器密封，搅拌20?30min，然后趁热过滤，将所得的过滤物放入5?10°C的无水乙醇中进行冷却；
(3)待上述冷却结束后将过滤物取出自然风干，然后与600?700g碳酸钙、60?100g高锰酸钾及60?80mL异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，搅拌均匀放入高温压力容器中，再以30?40°C /min的升温速度升温至700?900°C，保温90?180分钟后，水淬处理，得改性处理含钛高炉渣；
(4)将所得的改性处理含钛高炉渣放入粉碎机中粉碎，过筛得100?120目粉末，按重量份数比计，取40?55份粉末、20?30份蓝晶石、10?15份铝酸钙水泥、5?8份耐火骨料、2?4份分散剂、2?4份结合剂、2?3份保存剂；
(5)按上述重量份数取粉末、蓝晶石、铝酸钙水泥及耐火骨料放入碾磨机中进行碾磨，过筛得粒径小于4mm的颗粒，之后送入混砂机中，向其中加入结合剂，预混10?15min，然后再向其中加入分散剂及保存剂混合15?20min，制成泥料；
(6)将上述所得的泥料进行自然干燥，使其含水量不高于0.06%，拣选并检验，即可得到耐火可塑料。
[0006]所述的步骤(4)中分散剂为聚丙烯酸钠，结合剂为硅溶液与聚丙烯酰胺按质量比1: 1混合而成，保存剂为磷酸钠。
[0007]本发明的应用方法是:使用本发明所制得的耐火可塑料时，捣打密实成型法进行成型施工，施工时先用人工将耐火可塑料按规定要求厚度，铺设与所需位置，然后分两次捣打密实，第一次密实后，根据当地气温和温度，在可塑料表面接近风干时，再进行第二次捣打，两次间隔3?5h，即可，经检测可得体积密度(1000°C X3h)彡3.2g/cm3，耐压强度(1000。。X3h)彡142MPa，抗磨损性(1000。。X3h)彡4cm3，可塑性指数25?35%，耐火度彡 1800。。。
[0008]本发明的有益效果是:
(1)本发明充分利用了含钛高炉渣，实现了资源化利用，减少了环境污染；
(2)本发明制作成本低，易于产业化生产；
(3)所制得的耐火可塑料达到生产使用标准。
【具体实施方式】
[0009]取1?2kg含钛量为20?35%的高炉渣放入烘箱中烘干，再将其中置于球磨机中进行研磨，过筛得80?100目颗粒，将所得的颗粒放入容器中，向其中加入质量分数为60%的盐酸溶液浸泡颗粒物，搅拌30?50min，然后使用质量分数为70%的氢氧化钠溶液调节pH为8.0?8.5 ;向上述容器中加入300?400mL甲醇溶液，10?20g氢化钠及200?300g硝酸钠，搅拌均匀，将容器置于高温加热器中，控制温度为150?200°C，使用氮气对容器密封，搅拌20?30min，然后趁热过滤，将所得的过滤物放入5?10°C的无水乙醇中进行冷却；待上述冷却结束后将过滤物取出自然风干，然后与600?700g碳酸钙、60?100g高锰酸钾及60?80mL异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，搅拌均匀放入高温压力容器中，再以30?40°C /min的升温速度升温至700?900°C，保温90?180分钟后，水淬处理，得改性处理含钛高炉渣；将所得的改性处理含钛高炉渣放入粉碎机中粉碎，过筛得100?120目粉末，按重量份数比计，取40?55份粉末、20?30份蓝晶石、10?15份铝酸钙水泥、5?8份耐火骨料、2?4份分散剂、2?4份结合剂、2?3份保存剂；按上述重量份数取粉末、蓝晶石、铝酸钙水泥及耐火骨料放入碾磨机中进行碾磨，过筛得粒径小于4_的颗粒，之后送入混砂机中，向其中加入结合剂，预混10?15min，然后再向其中加入分散剂及保存剂混合15?20min，制成泥料；将上述所得的泥料进行自然干燥，使其含水量不高于0.06%，拣选并检验，即可得到耐火可塑料。所述的分散剂为聚丙烯酸钠，结合剂为硅溶液与聚丙烯酰胺按质量比1:1混合而成，保存剂为磷酸钠。
[0010]实例1
取lkg含钛量为20%的高炉渣放入烘箱中烘干，再将其中置于球磨机中进行研磨，过筛得80目颗粒，将所得的颗粒放入容器中，向其中加入质量分数为60%的盐酸溶液浸泡颗粒物，搅拌30min，然后使用质量分数为70%的氢氧化钠溶液调节pH为8.0 ;向上述容器中加入300mL甲醇溶液，10g氢化钠及200g硝酸钠，搅拌均匀，将容器置于高温加热器中，控制温度为150°C，使用氮气对容器密封，搅拌20min，然后趁热过滤，将所得的过滤物放入5°C的无水乙醇中进行冷却；待上述冷却结束后将过滤物取出自然风干，然后与600g碳酸钙、60g高锰酸钾及60mL异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯，搅拌均匀放入高温压力容器中，再以30°C /min的升温速度升温至700°C，保温90分钟后，水淬处理，得改性处理含钛高炉渣；将所得的改性处理含钛高炉渣放入粉碎机中粉碎，过筛得100目粉末，按重量份数比计，取40份粉末、28份蓝晶石、13份铝酸钙水泥、8份耐火骨料、4份分散剂、4份结合剂、3份保存剂；按上述重量份数取粉末、蓝晶石、铝酸钙水泥及耐火骨料放入碾磨机中进行碾磨，过筛得粒径小于4_的颗粒，之后送入混砂机中，向其中加入结合剂，预混lOmin，然后再向其中加入分散剂及保存剂混合15min，制成泥料；将上述所得的泥料进行自然干燥，使其含水量不高于0.06%，拣选并检验