专利名称：赤泥铁还原炉渣瓷砖的制备方法及铁还原炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种赤泥铁还原炉渣瓷砖的制备方法及铁还原炉，属于建筑陶瓷制备工艺技术领域。
背景技术：
赤泥铁还原炉渣瓷砖主要应用于内、外墙及地面装饰使用。目前普遍采用陶瓷地板砖、抛光砖、大理石板材，是一种消耗自然资源、制造成本高的建筑装饰材料。工业废料赤泥是金属铝冶炼及工业氧化铝生产时产生的废弃物，对环境产生严重污染，世界上还没有有效的处理办法。目前主要采用烧结法或拜尔法赤泥作耐火材料、水泥或各种填料使用，但是由于制品性能较差、生产成本较高，附加值较低，而无法大规模推广应用。另外，上述赤泥中含有大量的铁元素，按上述方法处理，由于铁元素无法回收而造成很大浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷，利用工业废弃料，变废为宝，生产使用性能优良、生产成本低的赤泥铁还原炉渣瓷砖的制备方法及铁还原炉，其技术方案为
一种赤泥铁还原炉渣瓷砖的制备方法及铁还原炉，铁还原炉的结构包括还原炉1、熔池2、炉渣熔池3、铁水熔池4、入料机5、铁水通道6、铁水入口 7、炉渣熔体出口 8、炉渣熔体通道9、浮法玻璃窑体10、冷却段11、晶核形成段12、晶核生长段13、退火段14。所述的赤泥铁还原炉渣瓷砖的制备方法及铁还原炉，以赤泥为主料添加生焦宝石、废玻璃粉、石英砂、煤矸石、二氧化钛，各组分所占的重量百分比为赤泥35、2. 5%，生焦宝石3 15%，废玻璃粉3 10%，石英砂广15%，煤矸石10 20%，二氧化钛0. 5 5%，其中，赤泥的氧化铁含量为8 40%。所述的赤泥铁还原炉渣瓷砖的制备方法及铁还原炉，具体包括以下步骤
(1)配料赤泥；35 82.5%，生焦宝石3 15%，废玻璃粉3 10%，石英砂广15%，煤矸石 10^20%, 二氧化钛0. 5 5%，并混合均勻制得混合料，其中，赤泥的氧化铁含量为8 40% ；
(2)熔融还原将上述混合料外加广5%的煤粉，在100(Γ1200 还原气氛下充分还原后，通过入料机5压块投入到铁还原炉1中的熔池2内，温度为155(T1650°C，气氛为氧化气氛，压块沉入到炉渣熔体液面以下并熔融，通过控制入料机5的加料速度来控制熔池2炉渣熔体上表面与熔池2底部的高度H和铁水液面与熔池2底部的高度h2，还原后形成的铁水下沉到熔池2的底部，而炉渣熔体上浮到熔池2的顶部，使铁水与炉渣熔体自动分离；
(3)核化炉渣熔体进入浮法玻璃窑体10中的冷却段11迅速冷却到90(T640°C形成玻璃并保温核化广3小时；
(4)晶化将形成后的玻璃以5 15°C/min的升温速度加热到85(TllO(TC，晶化广3小
时；
(5)退火将晶化后的玻璃冷却到600°C退火广2小时，自然冷却到室温，经切害I]、抛光制得赤泥铁还原炉渣瓷砖。所述的赤泥铁还原炉渣瓷砖的制备方法及铁还原炉，铁水通过铁水熔池4排出， 炉渣熔体通过炉渣熔体出口 8和炉渣熔体通道9自然流到炉渣熔池3，并进入浮法玻璃窑体 10。本发明与现有技术相比，其优点为
1、本发明提供的方法可以有效地、大规模地利用烧结法或拜尔法赤泥生产赤泥铁还原炉渣瓷砖，其副产品为铁，将工业废料赤泥一步转化为铁水和炉渣熔体，并使炉渣熔体直接形成装饰材料瓷砖，节约了大量能量；
2、工艺简单，生产的赤泥铁还原炉渣瓷砖强度高，具有较强的装饰特性；
3、炉渣熔体中多余的碳可以在炉渣熔池中的氧化气氛中氧化排除，增加瓷砖的白度， 可以通过添加陶瓷色料彩色装饰瓷砖；
4、本发明以工业废料为主要原料，不仅降低生产成本，而且降低环境污染，经济环保， 废料可以重复利用。
图1是本发明所用铁还原炉的结构示意图中1、还原炉，2、熔池，3、炉渣熔池，4、铁水熔池，5、入料机，6、铁水通道，7、铁水入口，8、炉渣熔体出口，9、炉渣熔体通道，10、浮法玻璃窑体，11、冷却段，12、晶核形成段，13、 晶核生长段，14、退火段，H为熔池2的总液面高度，hi为炉渣熔体液面高度，h2为铁水液面尚度。
具体实施例方式在图1所示的铁还原炉中，混合料外加广5%的煤粉，在100(Tl20(rC还原气氛下充分还原后，通过入料机5压块投入到还原炉1中的熔池2中，温度为155(T1650°C，气氛为氧化气氛，压块沉入到炉渣熔体液面以下并熔融，还原后形成的铁水比重较大沉到熔池2的底部，而炉渣熔体比重较小浮在铁水表面，当铁水液面上升至高于铁水熔池4的铁水液面时，熔池2中的铁水通过铁水入口 7和铁水通道6排出到铁水熔池4中，而炉渣熔体通过炉渣熔体出口 8和炉渣熔体通道9排出到炉渣熔池3中，然后炉渣熔体进入浮法玻璃窑体10 中的冷却段11由155(T1650°C快速冷却到90(T64(TC，进入晶核形成段12并保温核化广3 小时，核化后的玻璃体进入晶核生长段13并晶化广3小时，然后进入退火段14退火广2小时，自然冷却到室温，然后经切割、抛光制成赤泥铁还原炉渣瓷砖。
具体实施例方式实施例1
(1)配料赤泥35%，生焦宝石15%，废玻璃粉10%，石英砂15%，煤矸石20%，二氧化钛5%， 并混合均勻制得混合料，其中，赤泥的氧化铁含量为8% ；
(2)熔融还原将上述混合料外加1%的煤粉，在120(TC还原气氛下充分还原后，通过入料机5压块投入到铁还原炉1中的熔池2内，温度为1550°C，气氛为氧化气氛，压块沉入到炉渣熔体液面以下并熔融，通过控制入料机5的加料速度来控制熔池2炉渣熔体上表面与熔池2底部的高度H和铁水液面与熔池2底部的高度h2，铁水下沉到熔池2的底部，而炉渣熔体上浮到熔池2的顶部，使铁水与炉渣熔体自动分离；
(3)核化炉渣熔体进入浮法玻璃窑体10中的冷却段11迅速冷却到900°C形成玻璃并保温核化1小时；
(4)晶化将形成后的玻璃以5°C/min的升温速度加热到850°C，晶化1小时；
(5)退火将晶化后的玻璃冷却到600°C退火1小时，自然冷却到室温，经切害U、抛光制
得赤泥铁还原炉渣瓷砖。经检验，制得的赤泥铁还原炉渣瓷砖抗弯强度为160Mpa。实施例2
(1)配料赤泥58%，生焦宝石9%，废玻璃粉7%，石英砂8%，煤矸石15%，二氧化钛3%，并混合均勻制得混合料，其中，赤泥的氧化铁含量为24% ；
(2)熔融还原将上述混合料外加3%的煤粉，在1100°C还原气氛下充分还原后，通过入料机5压块投入到铁还原炉1中的熔池2内，温度为1600°C，气氛为氧化气氛，压块沉入到炉渣熔体液面以下并熔融，通过控制入料机5的加料速度来控制熔池2炉渣熔体上表面与熔池2底部的高度H和铁水液面与熔池2底部的高度h2，铁水下沉到熔池2的底部，而炉渣熔体上浮到熔池2的顶部，使铁水与炉渣熔体自动分离；
(3)核化炉渣熔体进入浮法玻璃窑体10中的冷却段11迅速冷却到770°C形成玻璃并保温核化2小时；
(4)晶化将形成后的玻璃以10°C/min的升温速度加热到970°C，晶化2小时；
(5)退火将晶化后的玻璃冷却到600°C退火1.5小时，自然冷却到室温，经切害I]、抛光制得赤泥铁还原炉渣瓷砖。经检验，制得的赤泥铁还原炉渣瓷砖抗弯强度为170Mpa。实施例3
(1)配料赤泥82.5%，生焦宝石3%，废玻璃粉3%，石英砂1%，煤矸石10%，二氧化钛 0. 5%，并混合均勻制得混合料，其中，赤泥的氧化铁含量为40% ；
(2)熔融还原将上述混合料外加5%的煤粉，在1000°C还原气氛下充分还原后，通过入料机5压块投入到铁还原炉1中的熔池2内，温度为1650°C，气氛为氧化气氛，压块沉入到炉渣熔体液面以下并熔融，通过控制入料机5的加料速度来控制熔池2炉渣熔体上表面与熔池2底部的高度H和铁水液面与熔池2底部的高度h2，铁水下沉到熔池2的底部，而炉渣熔体上浮到熔池2的顶部，使铁水与炉渣熔体自动分离；
(3)核化炉渣熔体进入浮法玻璃窑体10中的冷却段11迅速冷却到640°C形成玻璃并保温核化3小时；
(4)晶化将形成后的玻璃以15°C/min的升温速度加热到1100°C，晶化3小时；
(5)退火将晶化后的玻璃冷却到600°C退火2小时，自然冷却到室温，经切害I]、抛光制
得赤泥铁还原炉渣瓷砖。经检验，制得的赤泥铁还原炉渣瓷砖抗弯强度为190Mpa。
权利要求
1.一种赤泥铁还原炉渣瓷砖的制备方法及铁还原炉，其特征在于，铁还原炉的结构包括还原炉1、熔池2、炉渣熔池3、铁水熔池4、入料机5、铁水通道6、铁水入口 7、炉渣熔体出口 8、炉渣熔体通道9、浮法玻璃窑体10、冷却段11、晶核形成段12、晶核生长段13、退火段14。
2.根据权利要求1所述的赤泥铁还原炉渣瓷砖的制备方法及铁还原炉，其特征在于 以赤泥为主料添加生焦宝石、废玻璃粉、石英砂、煤矸石、二氧化钛，各组分所占的重量百分比为赤泥；35 82. 5%，生焦宝石3 15%，废玻璃粉3 10%，石英砂广15%，煤矸石10 20%，二氧化钛0. 5飞％，其中，赤泥的氧化铁含量为8 40%。
3.根据权利要求1所述的赤泥铁还原炉渣瓷砖的制备方法及铁还原炉，其特征在于 具体包括以下步骤(1)配料赤泥；35 82.5%，生焦宝石3 15%，废玻璃粉3 10%，石英砂广15%，煤矸石 10^20%, 二氧化钛0. 5 5%，并混合均勻制得混合料，其中，赤泥的氧化铁含量为8 40% ；(2)熔融还原将上述混合料外加广5%的煤粉，在100(Γ1200 还原气氛下充分还原后，通过入料机5压块投入到铁还原炉1中的熔池2内，温度为155(T1650°C，气氛为氧化气氛，压块沉入到炉渣熔体液面以下并熔融，通过控制入料机5的加料速度来控制熔池2炉渣熔体上表面与熔池2底部的高度H和铁水液面与熔池2底部的高度h2，还原后形成的铁水下沉到熔池2的底部，而炉渣熔体上浮到熔池2的顶部，使铁水与炉渣熔体自动分离；(3)核化炉渣熔体进入浮法玻璃窑体10中的冷却段11迅速冷却到90(T640°C形成玻璃并保温核化广3小时；(4)晶化将形成后的玻璃以5 15°C/min的升温速度加热到85(TllO(TC，晶化广3小时；(5)退火将晶化后的玻璃冷却到600°C退火广2小时，自然冷却到室温，经切害I]、抛光制得赤泥铁还原炉渣瓷砖。
4.根据权利要求1、3所述的赤泥铁还原炉渣瓷砖的制备方法及铁还原炉，其特征在于铁水通过铁水熔池4排出，炉渣熔体通过炉渣熔体出口 8和炉渣熔体通道9自然流到炉渣熔池3，并进入浮法玻璃窑体10。
全文摘要
一种赤泥铁还原炉渣瓷砖的制备方法及铁还原炉，其特征在于，铁还原炉的结构包括还原炉1、熔池2、炉渣熔池3、铁水熔池4、入料机5、铁水通道6、铁水入口7、炉渣熔体出口8、炉渣熔体通道9、浮法玻璃窑体10、冷却段11、晶核形成段12、晶核生长段13、退火段14，以赤泥为主料添加生焦宝石、废玻璃粉、石英砂、煤矸石、二氧化钛，各组分所占的重量百分比为赤泥35~82.5%，生焦宝石3~15%，废玻璃粉3~10%，石英砂1~15%，煤矸石10~20%，二氧化钛0.5~5%。本发明以工业废料为主要原料，不仅降低生产成本，而且降低环境污染，经济环保，废料可以重复利用，制备的赤泥铁还原炉渣瓷砖强度高，具有较强的装饰特性。
文档编号C21B13/00GK102503132SQ201110340258
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月2日 优先权日2011年11月2日
发明者唐竹兴, 李国昌, 王洪忠 申请人:山东理工大学