CN102603325B - 一种再生镁铝铬砖及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种再生镁铝铬砖及制备方法，按重量份数计组成为废弃镁砖颗粒及粉料65～80份、铝铬渣粉料15～25份、铬矿粉料5～15份、铬绿粉料0～5份、氧化锆粉料0～5份。将废镁质砖去除浸蚀层、破碎、分筛成粒度为1mm以下、1～3mm、3～5mm颗粒；将铝铬渣、铬矿、铬绿、氧化锆、部分1mm以下废镁质砖颗粒分别破碎成粒度≤0.088mm的粉料；加入混辗机中加木质素磺酸钙溶液混辗；混辗后，用压力机内压制成型；干燥，烧成，得再生镁铝铬砖。本发明以铝铬渣和废镁质砖为原料，价格便宜，使废渣废砖及时处理，解决了其占用空间和污染环境的问题；制得的再生镁铝铬砖结合强度好、耐磨性强、抗侵蚀能力好、热震稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种再生镁铝铬砖及制备方法。
背景技术
随着我国工业化进程的推进，高温工业的规模迅猛发展，对耐火材料的需求量也愈来愈大。含MgO含量大于75%的镁质耐火砖是我国高温产业广泛使用的耐火砖；镁砖、镁铬砖、镁铝砖等耐火砖年产量近500万吨左右，目前，生产镁铝铬砖的主要原料是：电熔镁砂、镁铝尖晶石、进口高铬矿，原料价格昂贵，生产成本高。我国每年使用后镁质砖废弃量在150万吨以上，并且废弃量在逐年累计增加；另外，冶金工业中铝热法生产金属铬会产生大量铝铬渣；这些废镁质砖和铝铬渣堆积存放，不但占用宝贵的土地资源，且对环境造成污染。
CN102336539A公开了一种利废再生免烧镁铬砖及其制备方法，将重量百分比为废镁铬砖颗粒65%～75%、电熔镁砂18%～28%、镁铝尖晶石2%～4%、液态热固性酚醛树脂3%～5%的原料混合均匀，压制成型，在200℃下烘烤24h，自然冷却后出窑即成。该方法充分循环利用了镁铬砖的生产原料，有效地减轻了环境污染。这种免烧镁铬砖，因原料废砖内部晶相不一，造成在使用中质量不稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是一种原料价格低、生产成本低、产品质量稳定的再生镁铝铬砖及制备方法。
本发明的技术方案是：
一种再生镁铝铬砖，按重量份数计组成为
废弃镁砖颗粒及粉料 65～80份
铝铬渣粉料 15～25份
铬矿粉料 5～15份
铬绿粉料 0～5份
氧化锆粉料 0～5份。
所述废镁质砖颗粒及粉料组成是粒度为3～5mm的废弃镁砖颗粒20～25份，粒度为1～3mm的废弃镁砖颗粒30～45份，粒度为1mm以下的废弃镁砖颗粒为5～10份，粒度为0.088mm以下粉体为30～35份。
所述废弃镁砖颗粒及粉料中MgO的质量百分含量为75%以上。
一种再生镁铝铬砖的制备方法，具体步骤如下：
1.1将废镁质砖去除浸蚀层后，破碎成粒度≤5mm的废镁质砖颗粒；将破碎好的废镁质砖颗粒分筛得到粒度为1mm以下、1～3mm、3～5mm的废镁质砖颗粒；
1.2将铝铬渣、铬矿、铬绿、氧化锆、部分粒度为1mm以下的废镁质砖颗粒分别破碎成粒度≤0.088mm的粉料；
1.3将55～80份废镁质砖颗粒及粉料、15～25份铝铬渣粉料、5～15份铬矿粉料、0～5份铬绿粉料、0～5份氧化锆粉料混合加入混辗机中，加入3～5份结合剂，所述的结合剂是浓度为1.17 g /ml～1.2g/ml的木质素磺酸钙溶液，进行混辗，混辗时间为8min～15min；
1.4将混辗后的物料，用压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度≥3.35 g/cm3的湿坯；
1.5将湿坯置于干燥窑中干燥，干燥温度为70℃～130℃，干燥时间为15h～24h，得干坯；
1.6将干坯入高温窑进行烧成，烧成温度为1670℃～1800℃，烧成时间为80h～120h，即得再生镁铝铬砖。
所述废镁质砖颗粒及粉料组成是粒度为3～5mm的废弃镁砖颗粒20～25份，粒度为1～3mm的废弃镁砖颗粒30～45份，粒度为1mm以下的废弃镁砖颗粒为5～10份，粒度为0.088mm以下粉体为30～35份。
所述废弃镁砖为高温工业上的用后废镁砖，其浸蚀层厚度不超过30mm，MgO的质量百分含量为75%以上。
所述铝铬渣是铝热法生产金属铬所产生的工业废渣。
本发明的优点是：
以铝铬渣和高温工业用后的废镁质砖为原料，价格便宜，并生产成本低，且铝铬渣和废镁质砖得到及时处理，解决其占用空间和污染环境的问题；废镁砖与铝铬渣在高温状态下结合，能形成镁铝尖晶石、镁铬尖晶石，提高了砖的结合强度、耐磨性以及抗侵蚀能力，同时引入氧化锆，用以抑制裂纹的产生，提高了砖的热震稳定性，制得的再生镁铝铬砖化学成分和理化指标如表1所示：
表1
| 项目 | 指标（%） |
| MgO % | 65～80 |
| Cr2O3 % | 4～15 |
| Al2O3 % | 12～22 |
| SiO2 % | ≤1.0 |
| 显气孔率 % | 15～17 |
| 体积密度 g/cm3 | 3.1～3.3 |
| 耐压强度 MPa | ≥80 |
| 荷重软化温度 ℃ | ≥1700 |
| 热震稳定性（1100℃水冷） 次 | ≥10 |
具体实施方式
实施例1
按重量份数计选取原料：
废弃镁砖 75份
铝铬渣 15份
铬矿 5份
铬绿 5份
将废镁砖（高温工业上的用后废镁砖，其浸蚀层厚度小于30mm，MgO的质量百分含量为75%）去除浸蚀层后，破碎成粒度≤5mm废镁质砖颗粒；将破碎好的废镁质砖颗粒分筛得到粒度为1mm以下、1～3mm、3～5mm废镁质砖颗粒；将铝铬渣（铝热法生产金属铬的废渣）、铬矿、部分粒度为1mm以下的废镁质砖颗粒分别破碎成粒度≤0.088mm的粉料；按重量份计将粒度为3～5mm的废镁质砖颗粒20份、粒度为1～3 mm的废镁质砖颗粒45份、粒度为0～1mm的废镁砖颗粒5份，粒度为0.088mm以下的废镁砖粉体5份、铝铬渣粉体15份，铬矿粉体5份，铬绿粉体5份，用微机配料加入浓度为1.17g/ml～1.2g/ml木质素磺酸钙溶液5份，在规格为Φ1600mm×4500mm湿碾机内进行混辗，混辗时间为8min；将混辗后的物料，用压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度3.35g/cm3的湿坯；将湿坯置于隧道窑中干燥，干燥温度为70℃，干燥时间为15h，得干坯；将干坯入高温隧道窑进行烧成，烧成温度为1670℃，烧成时间为80h，即得再生镁铝铬砖。
实施例2
按重量份数计选取原料：
废弃镁砖 65份
铝铬渣 15份
铬矿 10份
铬绿 5份
氧化锆 5份
将废镁砖（高温工业上的用后废镁砖，其浸蚀层厚度小于25mm，MgO的质量百分含量为78%）去除浸蚀层后，破碎成粒度≤5mm废镁质砖颗粒；将破碎好的废镁质砖颗粒分筛得到粒度为1mm以下、1～3mm、3～5mm废镁质砖颗粒；将铝铬渣（铝热法生产金属铬的废渣）、铬矿、铬绿、氧化锆、部分粒度为1mm以下的废镁质砖颗粒分别破碎成粒度≤0.088mm的粉料；按重量份计将粒度为3～5mm废镁质砖颗粒25份、粒度为1～3 mm的废镁质砖颗粒30份、粒度为0～1mm的废镁砖颗粒10份，粒度为0.088mm以下的铝铬渣粉体17份、铬矿粉体12份、铬绿粉体3份、氧化锆粉体3份，用微机配料，加入浓度为1.17g/ml～1.2g/ml木质素磺酸钙溶液5份，在规格为Φ1600mm×4500mm湿碾机内进行混辗，混辗时间为15min；将混辗后的物料，用压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度3.35 g/cm3的湿坯；将湿坯置于隧道窑中干燥，干燥温度为130℃，干燥时间为24h，得干坯；将干坯入高温隧道窑进行烧成，烧成温度为1800℃，烧成时间为120h，即得再生镁铝铬砖。
实施例3
按重量份数计选取原料：
废弃镁砖 65份
铝铬渣 15份
铬矿 15份
氧化锆 5份
将废镁砖（高温工业上的用后废镁砖，其浸蚀层厚度小于26mm，MgO的质量百分含量为80%）去除浸蚀层后，破碎成粒度≤5mm废镁质砖颗粒；将破碎好的废镁质砖颗粒分筛得到粒度为1mm以下、1～3mm、3～5mm废镁质砖颗粒；将铝铬渣（铝热法生产金属铬的废渣）、铬矿、铬绿、氧化锆、部分粒度为1mm以下的废镁质砖颗粒分别破碎成粒度≤0.088mm的粉料；按重量份计将粒度为3～5mm废镁质砖颗粒20份、粒度为1～3 mm的废镁质砖颗粒40份、粒度为0～1mm的废镁砖颗粒5份，粒度为0.088mm以下的铝铬渣粉体15份，铬矿粉体15份，氧化锆粉体5份，用微机配料，加入浓度为1.17g/ml～1.2g/ml木质素磺酸钙溶液3份，在规格为Φ1600mm×4500mm湿碾机内进行混辗，混辗时间为12min；将混辗后的物料，用压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度3.35 g/cm3的湿坯；将湿坯置于隧道窑中干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为20h，得干坯；将干坯入高温隧道窑进行烧成，烧成温度为1750℃，烧成时间为100h，即得再生镁铝铬砖。
实施例4
按重量份数计选取原料：
废弃镁砖 75份
铝铬渣 15份
铬矿 5份
氧化锆 5份
将废镁砖（高温工业上的用后废镁砖，其浸蚀层厚度小于20mm，MgO的质量百分含量为80%）去除浸蚀层后，破碎成粒度≤5mm废镁质砖颗粒；将破碎好的废镁质砖颗粒分筛得到粒度为1mm以下、1～3mm、3～5mm废镁质砖颗粒；将铝铬渣（铝热法生产金属铬的废渣）、铬矿、铬绿、氧化锆、部分粒度为1mm以下的废镁质砖颗粒分别破碎成粒度≤0.088mm的粉料；按重量份计将粒度为3～5mm的废镁质砖颗粒25份、粒度为1～3 mm的废镁质砖颗粒40份、粒度为 0～1mm的废镁砖颗粒5份，粒度为0.088mm以下的废镁砖粉体5份、镁砖粉体5份、铝铬渣粉体15份、铬矿粉体5份、氧化锆粉体5份，用微机配料，加入浓度为1.17g/ml～1.2g/ml木质素磺酸钙溶液5份，在规格为Φ1600mm×4500mm湿碾机内进行混辗，混辗时间为12min；将混辗后的物料，用压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度3.35 g/cm3的湿坯；将湿坯置于隧道窑中干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为20h，得干坯；将干坯入高温隧道窑进行烧成，烧成温度为1670℃，烧成时间为100h，即得再生镁铝铬砖。
实施例5
按重量份数计选取原料：
废弃镁砖 70份
铝铬渣粉 25份
氧化锆粉 5份
将废镁砖（高温工业上的用后废镁砖，其浸蚀层厚度小于25mm，MgO的质量百分含量为80%）去除浸蚀层后，破碎成粒度≤5mm废镁质砖颗粒；将破碎好的废镁质砖颗粒分筛得到粒度为1mm以下、1～3mm、3～5mm废镁质砖颗粒；将铝铬渣（铝热法生产金属铬的废渣）、铬矿、铬绿、氧化锆、部分粒度为1mm以下的废镁质砖颗粒分别破碎成粒度≤0.088mm的粉料；按重量份计将粒度为3～5mm的废镁质砖颗粒25份、粒度为1～3 mm的废镁质砖颗粒40份、粒度为0～1mm的废镁砖颗粒5份，粒度为0.088mm以下的铝铬渣粉体25份，铬矿粉体5份，用微机配料，加入浓度为1.17g/ml～1.2g/ml木质素磺酸钙溶液5份，在规格为Φ1600mm×4500mm湿碾机内进行混辗，混辗时间为12min；将混辗后的物料，用压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度3.35 g/cm3的湿坯；将湿坯置于隧道窑中干燥，干燥温度为100℃，干燥时间为20h，得干坯；将干坯入高温隧道窑进行烧成，烧成温度为1750℃，烧成时间为100h，即得再生镁铝铬砖。
实施例6
按重量份数计选取原料：
废弃镁砖 80份
铝铬渣 15份
铬矿 5份
将废镁砖（高温工业上的用后废镁砖，其浸蚀层厚度小于23mm，MgO的质量百分含量为78%）去除浸蚀层后，破碎成粒度≤5mm废镁质砖颗粒；将破碎好的废镁质砖颗粒分筛得到粒度为1mm以下、1～3mm、3～5mm废镁质砖颗粒；将铝铬渣（铝热法生产金属铬的废渣）、铬矿、铬绿、氧化锆、部分粒度为1mm以下的废镁质砖颗粒分别破碎成粒度≤0.088mm的粉料；按重量份计将粒度为3～5mm的废镁质砖颗粒25份、粒度为1～3 mm的废镁质砖颗粒40份、粒度为0～1mm的废镁砖颗粒5份，粒度为0.088mm以下的废镁质砖粉体10份、铝铬渣粉体15份、铬矿粉体5份，用微机配料，加入浓度为1.17g/ml～1.2g/ml木质素磺酸钙溶液5份，在规格为Φ1600mm×4500mm湿碾机内进行混辗，混辗时间为15min；将混辗后的物料，用压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度3.35g/cm3的湿坯；将湿坯置于隧道窑中干燥，干燥温度为130℃，干燥时间为24h，得干坯；将干坯入高温隧道窑进行烧成，烧成温度为1670℃，烧成时间为120h，即得再生镁铝铬砖。
实施例1～实施例6中的结合剂也可采用浓度为1.15 g/L～1.30g/L的氯化镁溶液或亚硫酸纸浆。
实施例1～实施例6制得的再生镁铝铬砖化学成分和理化指标如表2所示：
表2
Claims (4)
1.一种再生镁铝铬砖，其特征在于：按重量份数计组成为
废弃镁砖颗粒及粉料 65～80份；
铝铬渣粉料 15～25份；
铬矿粉料 5～15份；
铬绿粉料 0～5份；
氧化锆粉料 0～5份；
所述废弃镁砖颗粒及粉料中MgO的质量百分含量为75%以上，所述铝铬渣粉料是铝热法生产金属铬所产生的工业废渣。
2.根据权利要求1所述的再生镁铝铬砖，其特征在于：废弃镁砖颗粒及粉料组成是粒度为3～5mm的废弃镁砖颗粒20～25份，粒度为1～3mm的废弃镁砖颗粒30～45份，粒度为1mm以下的废弃镁砖颗粒为5～10份，粒度为0.088mm以下粉料为30～35份。
3.一种再生镁铝铬砖的制备方法，其特征在于：
1.1将废弃镁砖去除浸蚀层后，破碎成粒度≤5mm的废弃镁砖颗粒，所述废弃镁砖为高温工业上的用后废镁砖，其浸蚀层厚度不超过30mm，MgO的质量百分含量为75%以上；将破碎好的废弃镁砖颗粒分筛得到粒度为1mm以下、1～3mm、3～5mm的废弃镁砖颗粒；
1.2将铝铬渣、铬矿、铬绿、氧化锆、部分粒度为1mm以下的废弃镁砖颗粒分别破碎成粒度≤0.088mm的粉料；所述铝铬渣是铝热法生产金属铬所产生的工业废渣；
1.3按重量份数计，将65～80份废弃镁砖颗粒及粉料、15～25份铝铬渣粉料、5～15份铬矿粉料、0～5份铬绿粉料、0～5份氧化锆粉料混合加入混辗机中，加入3～5份结合剂，所述的结合剂是浓度为1.17 g /ml～1.2g/ml的木质素磺酸钙溶液，进行混辗，混辗时间为8min～15min；
1.4将混辗后的物料，用压力大于200MPa的压力机内成型，制成体积密度≥3.35 g/cm3的湿坯；
1.5将湿坯置于干燥窑中干燥，干燥温度为70℃～130℃，干燥时间为15h～24h，得干坯；
1.6将干坯入高温窑进行烧成，烧成温度为1670℃～1800℃，烧成时间为80h～120h，即得再生镁铝铬砖。
4.根据权利要求3所述的再生镁铝铬砖的制备方法，其特征在于：废弃镁砖颗粒及粉料组成是粒度为3～5mm的废弃镁砖颗粒20～25份，粒度为1～3mm的废弃镁砖颗粒30～45份，粒度为1mm以下的废弃镁砖颗粒为5～10份，粒度为0.088mm以下粉料为30～35份。
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