[发明专利]锆刚玉砖磨砖粉的提纯方法

说明书

技术领域

本发明涉及资源综合利用工业固体废物的处理技术，所得到的产品是熔铸锆刚玉耐火砖、锆刚玉质保温材料、锆刚玉质耐磨材料。

背景技术

熔铸锆刚玉耐火砖在浇铸成型后，其毛坯尺寸及表面光洁度达不到技术要求，必须对其进行冷加工，通过切、磨、钻等机械加工手段，得到符合技术要求的产品。在加工过程中，砖材会被切磨下来细粉，这部分细粉被称为磨砖粉，初始形态为泥浆状，经过晾晒变成干粉。这种磨砖粉的主要成分同砖材的成分基本一致，但其中含有少量金属及碳等杂质成分。由于杂质成分降低了其耐火性能，其用途受到限制，目前在生产锆质捣打料时会填加少量这种磨砖粉，产品附加值不高。

本发明是将这种磨砖粉在电弧炉中还原冶炼，将SiO₂、K₂O、Na₂O等成分从炉内挥发出来，将Fe₂O₃、TiO₂等金属氧化物还原成单质，沉降到炉底，得到较纯净的电熔锆刚玉料，然后利用这种电熔锆刚玉料生产熔铸锆刚玉砖。

发明内容

本发明的目的在于对磨砖粉这种工业固体废物进行提纯净化处理，生产熔铸锆刚玉砖、保温耐火材料、研磨材料。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方法：

第一步：将晾晒后的磨砖粉与碳还原剂混合，还原剂一般选用石油焦、石墨碎。碳还原剂与锆刚玉砖磨砖粉中SiO₂的摩尔比在0.5以上。

第二步：电弧炉高温熔融还原冶炼提纯：

将第一步得到的混合料加入到电弧炉中，进行高温熔融冶炼。电弧炉二次电压120V-220V、二次电流1000A-30000A；冶炼周期50-120分钟；冶炼过程依据炉内还原反应的程度进行补碳。炉料中的SiO₂被还原成SiO，从炉中挥发出来；炉料中的Fe₂O₃、TiO₂等金属氧化物被还原成金属单质，并与其它金属一起沉降在炉底；炉料中的Na₂O、K₂O等碱金属氧化物在电弧的高温作用下，从炉中挥发出来。当一个熔化周期结束时，炉内上层熔液成分已符合提纯要求，Na₂O≤0.3%，K₂O≤0.1%，Fe₂O₃≤0.2%，TiO₂≤0.1%。

第三步：出炉：

a.压缩空气吹球：

在炉嘴的下方安装一个压缩空气吹嘴，倾动炉体，当熔液流出炉嘴时，在压缩空气的作用下，熔液被吹成空心球，压缩空气压力为：0.5-1.5MPa，此时得到电熔锆刚玉质空心球。

b.压缩空气与高压水混合吹球：

在炉嘴的下方安装两个吹嘴，上边喷吹高压水，水压0.5MPa，下边喷吹压缩空气，压缩空气压力为：0.5-1.0MPa，倾动炉体，当熔液流出炉嘴吹出来的球实心球占多数，还有少部分空心球。

c.铸块水冷:

在第二步提纯过程中，提纯的结果控制SiO₂≤3%。倾动炉体，将熔液浇铸在耐火材料容器中，然后去掉耐火材料，用水冷却这个铸块，使其炸裂。

第四步：提纯后产品的应用：

a.对上述过程得到的电熔锆刚玉质料，其中不成形球的部分、破碎筛分下来的料等进行化学成分分析，并根据熔铸锆刚玉产品的化学成分的标准，进行化学成分调配，添加数量不足的组分，使配合料的化学成分达到：ZrO₂：33%-41%；Al₂O₃：44%-50%；SiO₂：12%-16%；Na₂O≤1.5%，得到生产熔铸锆刚玉砖的配合料。

将配合料加入电弧炉中熔化，经浇铸成型、保温退火等过程得到熔铸锆刚玉耐火砖。

b.将得到的空心球进行分选，筛分，选出球形完整的不同粒度的球体，可用作锆刚玉质耐火保温材料。

c.将得到的实心球进行分选，筛分，选出球形完整的不同粒度的球体，可用作锆刚玉质研磨材料。

d.将铸块法得到的料块经破碎、筛分、分级、吹灰等过程，得到的一系列颗粒料，可用作锆刚玉质研磨材料。

具体实施方式：

实施例一：

1. 将晾晒后的磨砖粉进行化学分析，分析结果：