[发明专利]一种基于固废制备无钙磷铁环调整剂的方法

说明书

本发明公开了一种基于固废制备无钙磷铁环调整剂的方法，调整剂包括铝矾土、硅砂、锰铁以及增碳剂，将以上组分进行处理后按比例混匀，得到均匀的磷铁环调整剂。固废铝矾土的添加以及通过与各组分的合理配比和合理混合能增大渣相粘度，同时避免脱硫后的回硫现象，一步实现增碳脱硫、粘结聚渣的效果，操作简单、易于工业化。

技术领域

本发明涉及金属冶炼及原料制备领域，具体涉及一种基于固废制备无钙磷铁环调整剂的方法。

背景技术

我国电解铝产能为4000万吨/年，每年有约80万吨废磷铁环需要处理。磷铁环是电解铝生产过程中连接阳极碳块和导杆的核心部件，电解过程中石墨逐渐损失，有害元素富集在磷铁环上，保护了钢爪，磷铁环则需要定期更换。随着环保要求的提高，各个铝厂逐渐开始对废磷铁环进行回收再生。磷铁环的服役环境要求其对五大元素(C,S,P,Mn,Si)含量的控制较为严格。目前再生工艺是将废磷铁环与调整剂共同熔融精炼，之后浇筑回用。但现有问题为，磷铁环在精炼过程中，增碳操作和脱硫操作分步进行，导致冶炼时间增加、劳动强度增大，且脱硫后无聚渣现象难以除渣或扒渣困难。

铝矾土是一种固废资源(固体废弃物)，我国的铝矾土资源较为丰富，约37亿吨，居世界前列，将铝矾土固废高值化利用，对环境具有重要意义。

发明内容

针对上述技术问题，本发明将铝矾土用于磷铁环调整剂中，因此提出一种基于固废铝矾土制备无钙磷铁环调整剂的方法。本发明将作为固废的铝矾土应用于调整剂中，制备无钙磷铁环调整剂。本发明主要分为调整剂的制备方法和使用方法。

通过如下技术手段实现：

一种基于固废制备无钙磷铁环调整剂的方法，包括如下步骤：

步骤1：取铝矾土10～40重量份；硅砂10～30重量份；锰铁10～50重量份；增碳剂10～40重量份，进行备料。

步骤2：将铝矾土进行机械研磨，研磨后进行筛分，筛分为过20～100目的筛，得到铝矾土颗粒，将筛分后的铝矾土颗粒置于马弗炉中在150～300℃的温度下烘干0.5～1.5h，将铝矾土颗粒的水分脱除。

步骤3：将粒度为1～3mm的硅砂，粒度为1～3mm的锰铁，粒度为1～3mm的增碳剂采用机械混和的方式进行混匀，得到混合物。

步骤4：将步骤2得到的铝矾土颗粒覆盖于步骤3得到的混合物上，封装之后即得无钙磷铁环调整剂。

作为优选，所述铝矾土的组分为：Al₂O₃：70～80wt％，Fe₂O₃：10～20wt％，其余为不可避免的杂质。

作为优选，所述不可避免的杂质包括水分及SiO₂、MgO。

作为优选，所述锰铁为锰铁合金，其中锰含量为60～65wt％，余量为铁和不可避免的杂质。

作为优选，所述增碳剂为石墨电极碎或石墨化石油焦，增碳剂的碳含量为96～99wt％。

一种无钙磷铁环调整剂改良磷铁环的方法，包括如以下步骤：

步骤a：配置签署方法制备的无钙磷铁环调整剂，使得无钙磷铁环调整剂的总添加量与废旧磷铁环的总加入量的质量比为(1～3):100。

步骤b：将总加入量的10～30wt％的废旧磷铁环经感应炉熔融，感应炉熔融温度为1400～1500℃，将废旧磷铁环熔融至液态，且熔融为液态的废旧磷铁环占感应炉容量的15～20％。

步骤c：将总添加量的28～32％的所述无钙磷铁环调整剂加入至步骤b的感应炉中。