专利名称：用后废弃氧化铝砖的再利用方法
技术领域：
本发明涉及对高温使用后的废弃氧化铝耐火砖这种工业固体废物进行回收处理再利用，实现氧化铝资源的循环使用。
背景技术：
由于氧化铝耐火砖具有优异的耐火性能，高温窑炉使用周期结束时，其被侵蚀得很少，或没有侵蚀，由于其经过了高温，拆窑下来变成了大小不等的碎块，其主化学成分仍是氧化铝(Al2O3),同时混有少量杂质。由于氧化铝资源正在成为稀缺资源，因此，拆窑下来的氧化铝砖还具有非常大的价值，继续发挥其中的化学成分的价值，对其进行二次开发利用，具有节省资源、保护环境的意义。本发明公开了一种用后废弃氧化铝砖再利用，生产制造球形氧化铝磨料及熔铸氧化铝耐火砖的方法，通过机械粉碎及分选、废氧化铝砖颗粒料与浙青结合剂混炼、压制成球、电弧炉高温熔融冶炼、吹成实心球、实心球分选等技术生产氧化铝磨料，这是一种球形颗粒的研磨材料；并利用分选下来的实心球进行化学成分调配、熔融浇铸等技术生产熔铸氧化铝砖，这是一种可用于砌筑玻璃窑炉等高温窑炉的高级熔铸耐火材料。
发明内容
本发明的目的在于对高温使用后的废弃氧化铝耐火砖(简称废氧化铝耐火砖)这种工业固体废物进行处理，实现氧化铝资源的综合利用，制造球形氧化铝研磨料及熔铸氧化铝耐火砖。为实现上述目的，本发明可采取下述技术方法:
第一步:废氧化铝耐火 砖的预处理:
将回收的高温使用过的废氧化铝耐火砖，采用机械打磨的方法，去除其表面附着的杂质；采用颚式破碎机、对辊式破碎机将回收的废氧化铝耐火砖破碎，拣选出杂质，颗粒料的粒度IOmm以下。第二步:配料与混炼
配料比例为氧化铝废砖颗粒料占90%-95%、浙青结合剂占5%-10%。使用带加热装置的混合机，先加入废砖颗粒料，然后加入浙青结合剂进行混炼。第三步:压制成球
将混炼好的料用压球机压制成球，球的粒度为30mm左右。由于氧化招废砖颗粒料已经拣选出杂质，那么只剩下少量杂质附着在颗粒表面，杂质成分主要有两种，一种是氧化硅(Si02)，另外一种是破碎设备磨削下来的铁等金属或其氧化物，都是外源性杂质。通过与浙青混炼并压制成球，使浙青包裹氧化招废砖颗粒料，浙青与附着的杂质充分接触，以利于浙青中的碳与杂质发生反应。弟四步:闻温溶融冶炼
将第三步得到的废氧化铝耐火砖的颗粒料与浙青混炼压制成的球加入到电弧炉中，进行高温熔融冶炼。冶炼时电弧炉二次电压120V-220V、二次电流1000A-30000A ;冶炼周期50-120分钟；颗粒料中的SiO2被还原成SiO，从炉中挥发出来；其中的金属杂质，沉降在炉底；其中氧化铁与氧化硅在还原情况下生产硅铁，沉降在炉底；炉料中的Na20、K20等碱金属氧化物在电弧的高温作用下，从炉中挥发出来。第五步:吹制实心球
当一个熔化周期结束时，炉内上层熔液已符合冶炼要求，倾动炉体，当熔液流出炉嘴时，在高压水流的作用下，熔液被吹成空心球，高压水的压力:0.4-0.8MPa。第六步:实心球的分选
将上步得到的实心球进行烘干，然后进行分选分级，粒形完整、符合粒度要求的实心球用于研磨材料，由于这种实心球是具有完整的球形颗粒，因此其具有特殊的研磨效果。第七步:实心球化学成分调配
对上步分选下来的球形不完整的氧化铝实心球进行化学成分调配，配料比例:实心球:90%-70%;工业氧化铝:10%-25%;纯碱:10%以下；使配合料的化学成分达到=Al2O3:92%-99% ；Si02 ( 0.5% ；Na20:0.5%_7%。第五步:熔融浇铸成型
将这种配合料加入电弧炉中熔化，熔化电压:120-240V，熔化电流:1000A-20000A，熔化周期40-120分钟，熔化周期结束时，将熔液浇铸到耐火材料制成的模型中，采用保温材料对铸型保温退火，保温时间15-20天，然后对产品进行切磨加工，最后得到符合产品标准的熔铸氧化铝耐火砖。
具体实施方式
:
实施例一:
1、将回收的用后的废氧化铝砖人工清理后，通过颚式破碎机、对辊破碎机破碎，拣选出杂质，得到的颗粒料的粒度为IOmm以下。2、使用带加热装置的混合机，加热温度为80°C，按照配料比例为氧化铝废砖颗粒料占90%、浙青结合剂占10%，先加入废砖颗粒料，然后加入浙青结合剂进行混炼，混炼时间20-30分钟。3、将混炼好的料用压球机压制成球，球的粒度为30mm左右。4、将压制好的球加入电弧炉中进行熔化冶炼。熔化冶炼电工参数:二次电压为150V-170V，二次电流为10000A，冶炼周期:90分钟。5、当冶炼周期结束时，开启高压水的阀门，倾动炉体，将从炉嘴流出的熔体吹成实心球，吹球高压水压力:0.5MPa。6、将吹出来的球进行烘干，然后对实心球进行分选，球形完整的作为研磨料用球，分选下来的球用于生产熔铸氧化铝砖。7、对分选下来氧化铝实心球进行化学成分调配，添加少量工业氧化铝、纯碱，t匕例:1000kg配合料中:700kg球,212kg工业氧化招,88kg纯碱,使配合料的化学成分达到:Al2O3:95% ；Si02 ( 0.6% ；Na20:5%。8、将混合料加入到电弧炉中进行熔化，控制二次电压为180V-220V ;二次电流5000A-7000A，熔化时间为80-100分钟。
9、将熔化好的熔液浇铸到预先组合好的模型中，模型采用刚玉砂板制成。10、浇铸之前，将模型埋入保温介质中保温退火，保温介质选用工业氧化铝粉及氧化铝空心球，四周保温层厚度> 250 mm。浇铸后的模型自然停留15-20天，使砖材实现保温退火。11、待保温退火的产品降到60°C以下，可将产品取出，进行表面清理，经检验合格后，按用户要求切磨加工以及组装等。实施例二:
本实施例与实施例一过程基本一致，其主要区别是混炼时颗粒料与浙青的比例、冶炼时一些参数有区别，工艺控制略作调整:
1、将回收的用后的废氧化铝砖人工清理后，通过颚式破碎机、对辊破碎机破碎，拣选出杂质，得到的颗粒料的粒度为IOmm以下。2、使用带加热装置的混合机，加热温度为80°C，按照配料比例为氧化铝废砖颗粒料占95%、浙青结合剂占5%，先加入废砖颗粒料，然后加入浙青结合剂进行混炼，混炼时间20-30分钟。3、将混炼好的料用压球机压制成球，球的粒度为30_左右。4、将压制好的球加入电弧炉中进行熔化冶炼。熔化冶炼电工参数:二次电压为140V-160V，二次电流为12000A，冶炼周期:70分
钟。 5、当冶炼周期结束时，开启高压水阀门，倾动炉体，将从炉嘴流出的熔体吹成实心球，吹球压缩空气压力:0.8MPa。6、将吹出来的球进行烘干，然后对实心球进行分选，球形完整的作为研磨料用球，分选下来的球用于生产熔铸氧化铝砖。7、对分分选下来的氧化铝实心球进行化学成分调配，添加少量工业氧化铝、纯碱，具体比例:IOOOkg配合料中:600kg球,320kg工业氧化招,80kg纯碱,使配合料的化学成分达至Ij:A1203:95% ；Si02 ( 0.6% ；Na20:5%。8、将混合料加入到电弧炉中进行熔化，控制二次电压为190V-210V，电流5000A-7000A，熔化时间为90-110分钟。9、将熔化好的熔液浇铸到预先组合好的模型中，模型采用刚玉砂板制成。10、浇铸之前，将模型埋入保温介质中保温退火，保温介质选用工业氧化铝粉及氧化铝空心球，四周保温层厚度> 250 mm。浇铸后的模型自然停留15-20天，使砖材实现保温退火。11、待保温退火的产品降到60°C以下，可将产品取出，进行表面清理，经检验合格后，按用户要求切磨加工以及组装等。最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种用后废弃氧化铝砖的再利用方法，其特征在于: 步骤一、废氧化铝砖的预处理:以回收的高温使用过的废氧化铝耐火砖为原料，去除废氧化招耐火砖表面附着的杂质，破碎为10_以下的颗粒料； 步骤二、将颗粒料与浙青结合剂混炼,配料比例为氧化招废砖颗粒料占90%-95%、浙青结合剂占5%-10%，随后压制成30mm左右的球； 步骤三、将上步得到的废氧化铝砖的颗粒料与浙青混炼后压制的球加入到电弧炉中，进行高温熔融冶炼，冶炼时电弧炉二次电压为110V-220V、二次电流为1000A-30000A，冶炼周期为50-120分钟； 步骤四、当一个熔化周期结束时，倾动炉体，在高压水流的作用下，将熔液吹成实心球，高压水流的压力为0.4-0.8MPa ； 步骤五、将实心球烘干并进行分选，球形完整的球用作研磨料； 步骤六、对分选下来的氧化铝实心球进行化学成分调配，配料比例:实心球:90%-70% ;工业氧化铝:10%-25% ;纯碱:≤ 10% ;使配合料的化学成分达到:A1203:92%-99% ；SiO2 ≤ 0.6% ；Na20:0.5%-7% ； 步骤七、熔化浇铸成型:将调配好的配合料加入电弧炉中熔化，熔化电压为120-240V，熔化电流为1000A-20000A，熔化周期为40-120分钟，熔化周期结束时，将熔液浇铸到耐火材料制成的模型中，采用保温材料对铸型保温退火，保温时间10-20天，然后对产品进行切磨加工，最后得到熔铸氧化铝耐火砖。
2.根据权利要求1所述的一种用后废弃氧化铝砖的再利用方法，其特征在于:步骤一中，采用机械打磨的方法清除废氧化铝耐火砖表面附着的杂质；然后采用颚式破碎机、对辊式破碎机将回收的废氧化铝耐火砖进行破碎。
3.根据权利要求1所述的一种用后废弃氧化铝砖的再利用方法，其特征在于:步骤二中，使用带加热装置的混合机，先加入废砖颗粒料，然后加入浙青结合剂进行混炼，随后压制成球。
4.根据权利要求1所述的一种用后废弃氧化铝砖的再利用方法，其特征在于:步骤三中，熔化冶炼电工参数:二次电压为150V-170V，二次电流为10000A，冶炼周期为90分钟。
5.根据权利要求1所述的一种用后废弃氧化铝砖的再利用方法，其特征在于:步骤四中，当一个熔化周期结束时，倾动炉体，在高压水流的作用下，将熔液吹成实心球。
6.根据权利要求1所述的一种用后废弃氧化铝砖的再利用方法，其特征在于:步骤五中，将实心球烘干并进行分选，球形完整的球用作研磨料。
7.根据权利要求1所述的一种用后废弃氧化铝砖的再利用方法，其特征在于:步骤六中，对分选下来氧化铝实心球进行化学成分调配，添加少量工业氧化铝、纯碱，比例为:IOOOkg配合料中:600-700kg球，212-320kg工业氧化铝，80_88kg纯碱，使配合料的化学成分达到=Al2O3:95% ；Si02 ( 0.6% ；Na20:5%。
8.根据权利要求1所述的一种用后废弃氧化铝砖的再利用方法，其特征在于:步骤七中，所述二次电压为180V-220V ;二次电流5000A-7000A，熔化时间为80-110分钟；所述模型采用刚玉砂板制成，浇铸之前，将模型埋入保温介质中保温退火，保温介质选用工业氧化铝粉及氧化铝空心球，四周保温层厚度> 250 mm，浇铸后的模型自然停留15-20天，使砖材实现保温退火，待保温退火的产品降到60°C以下，可将产品取出，进行表面清理，经检验合格后，按用户要求切 磨加工以及组装。
全文摘要
本发明公开了一种用后废弃氧化铝砖的再利用方法，包括杂质去除、混炼、压球、高温熔融冶炼、吹球、分选、化学成分调配、熔化浇铸成型等工序，使高温使用后的废弃氧化铝砖中的Al2O3成分得到二次利用。
文档编号C09K3/14GK103214250SQ20121058826
公开日2013年7月24日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者王国海, 李起胜, 徐宝魁, 刘官清 申请人:郑州振中电熔新材料有限公司