[发明专利]一种高炉水淬渣和废活性炭制备碳化硅的方法

说明书

本发明一种高炉水淬渣和废活性炭制备碳化硅的方法。其步骤为：按质量比，高炉水淬渣：废活性炭＝1:(0.5‑2)配取物料并混合均匀；得到混合物A；按质量比，混合物A：酸溶液B＝1:5‑10，将混合物A置于溶液B中，在70‑90℃温度下搅拌至少4h，过滤，清洗滤渣；滤渣经干燥处理后，得到备用滤渣，备用滤渣在惰性或还原性气氛下加热至1400‑1700℃并保温3‑10h后降温至600‑900℃，并在氧化性气氛下保温3‑5h，酸洗，得到碳化硅粉体。本发明所得碳化硅纯度高，粒径小且分布窄,具有良好的工业运用价值；同时，以高炉水淬渣和废活性炭为原料，在降低废物污染，保护环境及资源回收利用方面具有积极意义。

技术领域

本发明涉及一种高炉水淬渣和废活性炭制备碳化硅的方法，尤其涉及钢铁高炉水淬渣结合工业废弃物高效利用的技术领域。

背景技术

高炉水淬渣即高炉在炼铁时由矿石中脉石、燃料中的灰分和熔剂中的非挥发组分和其它一些不能进入生铁中的杂质组成的一种易熔混合物，经过水淬得到的弃渣。其中SiO₂、C的含量达到60％以上。2016年我国钢铁产量超过2.5亿吨，年产高炉渣接近8000万吨，目前渣场积存的高炉渣已超过1亿吨，冶金企业每年由于弃渣耗用的资金就高达千万的费用。囤积的高炉水淬渣存在诸多弊端，占用了大量的土地、影响地下水PH值、破坏生态环境等。

目前对高炉水淬渣的处理方式主要是有：CN 1O5671225A中利用高炉水淬渣和转炉渣综合利用，酸浸溶解最后得到硅胶；CN 106587634A中提出利用熔融炉渣，加入纯碱、碳酸钾、氧化锌、磷酸二氢氨等辅料，制备得到斑纹微晶玻璃；CN 106630648A利用熔融高炉渣、玻璃和发泡剂制备得到发泡玻璃；CN10585867OA提出将高炉水淬渣磨碎，在高压釜碱液中水热反应制备得到水合二氧化硅；CN 106587668A以高炉水淬渣以纯物理的方法制作为地基空穴填充料；CN 104609749A中以高炉水淬渣、生石灰和纯石膏制作填充凝胶材料；此外还有以高炉水淬渣制作水泥、混泥土掺合料和合成托贝莫莱石的研究。

活性炭用于工业废水处理，而我国工业废水排放量巨大，处理废水后的废活性炭大多被当做垃圾处理，选择焚烧或填埋，直接造成经济和资源上的浪费；目前文献报告做得较多的是活性炭的再生利用，但经过多次再生活化，活性炭的吸附性能会逐渐降低甚至失效。

结合高炉水淬渣和废活性炭的处理现状，简单粗糙的处理方式造成了巨大的经济损失和资源浪费，同时还存在一定的安全隐患，破坏生态环境和饮水安全等。同时也未将金矿尾与废活性炭这样的二次资源高效利用，未能创造出较高的工业价值。因此，“废废结合”的方式，制备高附加值产品，是水淬渣等固体废弃物处理的一个值得深入研究的方向。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足之处，提供一种高炉水淬渣和废活性炭制备碳化硅的方法。该方法具有成本低、环保、经济效益高的优势；且以高炉水淬渣和废活性炭为原料，在废物处理、资源再生利用和环境保护等方面具有积极意义。

本发明一种高炉水淬渣和废活性炭制备碳化硅的方法，包括下述步骤：

步骤一

按质量比，混合物A：酸溶液B＝1:5-10，将步骤一所得混合物A置于溶液B中，在70-90℃温度下搅拌至少4h，过滤，清洗滤渣；清洗后的滤渣经干燥处理后，得到备用滤渣；所述混合物A由高炉水淬渣和废活性炭组成；所述混合物A中高炉水淬渣和废活性炭质量比小于等于5；所述废活性炭中含有金属离子和/或有机物；所述酸溶液B中，氢离子浓度大于等于3mol/L；

步骤二

将步骤一所得备用滤渣置于烧结炉内；在保护气氛下，加热至1400-1700℃、优选为1450-1480℃，并在最高温保温3-10h，然后降温至600-900℃，并在氧化性气氛下保温3-6h，冷却至室温，再经过酸洗除杂后即可得到碳化硅粉体。