[发明专利]利用硫酸烧渣制备镁铁铝复合材料的方法

说明书

本发明涉及一种用硫酸烧渣制备镁铁铝复合材料的方法，属于耐火材料领域；具体为：1）将硫酸烧渣加水研磨成料浆搅拌均匀后，经过磁选法后得到物料A，再经水洗脱泥后得到物料B；2）将物料B和菱镁矿磨成细粉，混合后共磨，加入结合剂，压制成砖坯，烘干后经高温氧化气氛下保温得到物料C；3）将物料C破碎，并与镁砂、镁铝尖晶石、刚玉混合，外加结合剂，并压制成型，先在干燥窑中烘干，然后在高温隧道窑中于保温；本发明产品具有强度高、热震稳定性好、荷重软化温度高、高温蠕变性好、抗侵蚀性和抗剥落性好、挂窑皮性好、抗氧化还原能力强等优异的性能，能够将硫酸烧渣变废为宝，实现其再资源化。

技术领域

本发明涉及一种水泥窑用镁铁铝复合材料的制备方法，属于耐火材料领域。

背景技术

硫酸烧渣是硫酸生产厂和磷肥厂生产硫酸过程中产生的废渣。据统计，每生产1吨硫酸付产烧渣约0.8吨及少量烟尘。由于生产工业硫酸的原料是硫铁矿，所以硫酸烧渣中含有大量的铁和其他贵重有色金属。根据各地硫铁矿的品位和共存组分差异，通常烧渣中铁的含量约占烧渣总重量的33-57%，二氧化硅占10-24%，此外还伴有Cu、Zn、Pb及少量贵金属，这些都是冶金和其他工业所需要的宝贵原料。然而，过去大部分硫酸烧渣和烟尘随意堆放，未加处理，这不仅严重地污染环境，而且造成大量有用金属的浪费，因此，研究从硫酸烧渣中回收利用铁和有价金属，既可消除硫酸烧渣带来的环境污染，又可以充分利用资源变废为宝，使废物再资源化。

近年来，随着硫酸工业的发展，硫酸烧渣的处理已引起了国内外化学工作者的注意，并积累了许多成功的经验。如冲硫酸烧渣中回收有用金属和贵金属，或直接用硫酸烧渣作水泥添加剂，甚至有人直接将硫酸烧渣作为污水处理的材料，以废制废。但是，作为硫酸烧渣中的主要成份--铁却多用于水泥生产中作添加剂，或制成烧结矿配入高炉生产铁。随着硫酸工业的不断发展，付产的硫酸烧渣废弃物越来越多。据报道，我国硫酸工业每年排出的硫酸烧渣已达到1000多万吨。因此，如何处理利用硫酸烧渣已显得十分迫切。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，公开了以硫酸烧渣为原料制备出的镁铁铝复合材料，利用镁铁铝复合材料优异的挂窑皮性能和结构柔韧性，应用于水泥窑烧成带，与传统的方镁石-铁铝尖晶石砖相比，避免了铁铝尖晶石合成难度大、成本高的问题，同时本发明产品烧成过程中对不同的氧化还原气氛具有很强的适应性、产品的合格率高，能够实现硫酸废渣的变废为宝，其推广具有良好的社会效益和经济效益。

本发明是这样实现的：

一种利用硫酸烧渣制备镁铁铝复合材料的方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、将硫酸烧渣加水研磨，研磨至料浆搅拌均匀后，经过磁选法后得到物料A，物料A再经水洗脱泥后得到物料B；

步骤二、将物料B和菱镁矿分别磨成细粉，按比例混合后共磨6h～18h，加入1.5%～3.5%结合剂，压制成砖坯，烘干后经1450℃～1730℃氧化气氛下保温一定时间，得到物料C；该步骤中通过共磨和高温气氛烧结，实现FeO_n在MgO中的高度均匀分散。FeOn与水泥熟料中的氧化钙反应生成高粘度的铁酸钙和铁酸铝相，可以形成一层稳定的窑皮，起到保护耐火材料的作用；

步骤三、将物料C破碎成不同粒度，并与粒度不等的镁砂、镁铝尖晶石、刚玉按比例混合，外加结合剂混合，并压制成型；步骤二和步骤三的结合剂可以相同也可以不相同，一般分为无机结合剂和有机结合剂。镁铝尖晶石的熔点高、耐磨性好，起到强化基质的作用，使得产品具有优异的抗侵蚀性和抗剥落性。刚玉以大颗粒的形式引入，可以与周围的镁砂反应形成一个镁铝尖晶石带。