CN105862078B - 一种利用瓷砖废渣制备铝电解槽干式防渗料及其制备方法 - Google Patents
一种利用瓷砖废渣制备铝电解槽干式防渗料及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种利用陶瓷碎片和抛光砖废渣制备铝电解槽干式防渗料及其制备方法，涉及一种制备防渗料及其制备方法，将陶瓷碎片破碎、筛分，将抛光砖废渣水洗，筛分、烘干，按照一定的粒度配比，制备成铝电解槽干式防渗料。本发明利用陶瓷碎片和抛光砖废渣制备铝电解槽干式防渗料，可解决抛光砖废渣粉堆放占用大量耕地，污染环境的问题，并能解决企业支付庞大的排渣费，将其做成高附加值的铝电解槽干式防渗料，可以大大降低铝电解槽干式防渗料的成本，同时具有低价、环保型铝电解槽干式防渗料，可以铝矾土等原料，取得显著的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备防渗料及其制备方法，特别是涉及一种利用瓷砖废渣制备铝电解槽干式防渗料及其制备方法。
背景技术
在铝电解槽运行过程中, 由于阴极碳块中孔隙的存在和直流电场的作用，电解质(或铝液)会渗漏到阴极碳块之下，沿耐火砖缝继续往下渗漏。阴极耐火砖层因受到熔融电解质的渗透和蒸气作用，逐渐地被破坏并失去对下面保温砖层的保护作用，导致铝电解槽的损毁。因此不断研究新型抗电解质渗透性好的耐火材料。上世纪末国内外研制开发出了新型的铝电解槽用耐火材料-干式防渗料，防渗料能和渗透下来的电解质发生反应，反应生成物能够阻挡( 减缓) Na 与NaF熔体的继续渗透，从而达到防渗的效果。其主要原料是粘土熟料、三级高铝熟料和外加物料。
目前，我国建筑陶瓷工业每年消耗的天然矿物资源约2亿吨，而每年排放的陶瓷废料却高达1800万吨，约占原矿资源使用量的10%。在陶瓷废料中，抛光废料占了主要部分。在抛光砖的生产工序中，通常会从砖坯表面去除0.5-0.7mm 厚的表面层，有时甚至高达1-2mm，研究表明，生产1m2 抛光砖，将生产1.5公斤左右的碎屑，同时磨具的损耗约0.6公斤。我国每年抛光砖抛光废渣的产出量可达220万吨。
由于各种废料均有其特殊性质，造成回收利用的难度大，多数陶瓷企业是以堆积和填埋的方式进行处理，从而造成了土地、矿产资源的巨大浪费和环境污染， 阻碍了我国陶瓷行业的可持续发展。少数陶瓷企业通过区分出较好的抛光渣用来生产砌墙灰砖、多孔陶粒、轻质外墙砖等。但烧成、抛光阶段所产生的废渣、废砖目前仍然无法回收利用。
本发明立足陶瓷行业节能减排的背景，从难度最大的抛光废渣回收利用上寻找突破口，将其制备成铝电解槽用干式防渗料，顺利的实现抛光废渣的合理利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用瓷砖废渣制备铝电解槽干式防渗料及其制备方法，本发明解决抛光砖废渣粉堆放占用大量耕地，污染环境的问题，并能解决企业支付庞大的排渣费，将其做成高附加值的铝电解槽干式防渗料，可以降低铝电解槽干式防渗料的成本，同时具有低价、环保型铝电解槽干式防渗料。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种利用瓷砖废渣制备铝电解槽干式防渗料，所述防渗料各原料按重量份配比如下：颗粒级配为粗∶ 中∶细=25∶35∶40 ；
5-3mm的瓷砖碎片 20-30份；
3-1mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份；
1-0.088mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份；
＜0.088mm的抛光砖废渣 35-45份；
或膨胀剂 0-5份；
或粘土的加入量为主料总重量的2.5-3.5%；
所述的一种利用瓷砖废渣制备铝电解槽干式防渗料，所述主原料的最大粒度5mm，细粉粒度≤0.088 mm，外加物粒度≤0.074 mm；用5-3 mm、3-1 mm、1-0.088 mm和细粉四级配料。
一种利用瓷砖废渣制备铝电解槽干式防渗料的方法，所述方法将陶瓷碎片破碎、筛分，将抛光砖废渣水洗，筛分、烘干，按照粒度配比，制备成铝电解槽干式防渗料；包括以下过程：将陶瓷碎片破碎、筛分分成3-5mm、1-3mm和0.088-1mm的颗粒；将抛光砖废渣筛分1-3mm、0.088-1mm和<0.088mm的粒度；将抛光砖废渣在100-800℃的条件下烘干；铝电解槽干式防渗料中加入膨胀剂，膨胀剂为蓝晶石、硅线石、红柱石或其组合；将称量准确的各原料倒入搅拌机内混合， 净混时间为5-30min，待充分均匀后装袋。
本发明的优点与效果是：
本发明利用陶瓷碎片和抛光砖废渣制备铝电解槽干式防渗料，可解决抛光砖废渣粉堆放占用大量耕地，污染环境的问题，并能解决企业支付庞大的排渣费，将其做成高附加值的铝电解槽干式防渗料，可以大大降低铝电解槽干式防渗料的成本，同时具有低价、环保型铝电解槽干式防渗料，可以铝矾土等原料，取得显著的经济效益和社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
（一）方法如下：
将陶瓷碎片破碎、筛分分成3-5mm、1-3mm和0.088-1mm的颗粒，将抛光砖废渣100-800℃的条件下烘干，筛分1-3mm、0.088-1mm和<0.088mm的粒度，加入粘土和膨胀剂，主原料的最大粒度是5mm，细粉粒度≤0.088 mm，外加物粒度≤0.074 mm，采用5-3 mm、3-1 mm、1-0.088 mm和细粉四级配料，将称量准确的各种原料倒入搅拌机内混合， 净混时间为5-30min，待充分均匀后装袋。
各原料按重量份配比如下：
各原料按重量份配比如下：颗粒级配为粗∶ 中∶细=25∶35∶40 。
5-3mm的瓷砖碎片 20-30份、
3-1mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份、
1-0.088mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份、
＜0.088mm的抛光砖废渣 35-45份、
粘土的加入量为主料总重量的2.5-3.5%。
测得防渗料的震动堆积密度为：2.11-2.30g/cm3，
为了验证利用陶瓷碎片和抛光砖废渣制备成的铝电解槽干式防渗料，在耐火砖上钻一个圆柱形的洞做成坩埚，然后把铝电解槽防渗料按一定比例( 高度比) 逐层捣打成60mm厚防渗料实验层，再将工业电解质粉碎成细小颗粒，周围用高铝质圆筒固定成30mm 高的园柱体， 覆盖在防渗料上面， 电解质和防渗料的接触面保持平整，将实验坩埚平稳放入加热炉中，按每分钟3 ℃ 升温至50 ℃ 并保温2 小时，然后按每分钟5 ℃ 升至960 ℃ 并保温10 小时, 自然冷却至室温。
取出坩埚对半切开，检测其截面，在防渗料和电解质接触面形成0.8-1.2mm厚玻璃质阻挡层，分界面较平整，无电解质渗入防渗料现象，防渗料无烧结现象。
实施例2
方法如下：
将陶瓷碎片破碎、筛分分成3-5mm、1-3mm和0.088-1mm的颗粒，将抛光砖废渣100-800℃的条件下烘干，筛分1-3mm、0.088-1mm和<0.088mm的粒度，加入粘土和膨胀剂，主原料的最大粒度是5mm，细粉粒度≤0.088 mm，外加物粒度≤0.074 mm，采用5-3 mm、3-1 mm、1-0.088 mm和细粉四级配料，将称量准确的各种原料倒入搅拌机内混合， 净混时间为5-30min，待充分均匀后装袋。
各原料按重量份配比如下：
各原料按重量份配比如下：颗粒级配为粗∶ 中∶细=25∶35∶40 。
5-3mm的瓷砖碎片 20-30份、
3-1mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份、
1-0.088mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份、
＜0.088mm的抛光砖废渣 35-45份、
＜0.074mm的蓝晶石 3-5份
粘土的加入量为主料总重量的2.5-3.5%。
测得防渗料的震动堆积密度为：2.11-2.30g/cm3，
为了验证利用陶瓷碎片和抛光砖废渣制备成的铝电解槽干式防渗料，在耐火砖上钻一个圆柱形的洞做成坩埚，然后把铝电解槽防渗料按一定比例( 高度比) 逐层捣打成60mm厚防渗料实验层，再将工业电解质粉碎成细小颗粒，周围用高铝质圆筒固定成30mm 高的园柱体， 覆盖在防渗料上面， 电解质和防渗料的接触面保持平整，将实验坩埚平稳放入加热炉中，按每分钟3 ℃ 升温至50 ℃ 并保温2 小时，然后按每分钟5 ℃ 升至960 ℃ 并保温10 小时, 自然冷却至室温。
取出坩埚对半切开，检测其截面，在防渗料和电解质接触面形成0.7-1.2mm厚玻璃质阻挡层，分界面较平整，无电解质渗入防渗料现象，防渗料无烧结现象。
实施例3
方法如下：
将陶瓷碎片破碎、筛分分成3-5mm、1-3mm和0.088-1mm的颗粒，将抛光砖废渣100-800℃的条件下烘干，筛分1-3mm、0.088-1mm和<0.088mm的粒度，加入粘土和膨胀剂，主原料的最大粒度是5mm，细粉粒度≤0.088 mm，外加物粒度≤0.074 mm，采用5-3 mm、3-1 mm、1-0.088 mm和细粉四级配料，将称量准确的各种原料倒入搅拌机内混合， 净混时间为5-30min，待充分均匀后装袋。
各原料按重量份配比如下：
各原料按重量份配比如下：颗粒级配为粗∶ 中∶细=25∶35∶40 。
5-3mm的瓷砖碎片 20-30份、
3-1mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份、
1-0.088mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份、
＜0.088mm的抛光砖废渣 35-45份、
＜0.074mm的红柱石 3-5份
测得防渗料的震动堆积密度为：2.11-2.30g/cm3。
为了验证利用陶瓷碎片和抛光砖废渣制备成的铝电解槽干式防渗料，在耐火砖上钻一个圆柱形的洞做成坩埚，然后把铝电解槽防渗料按一定比例( 高度比) 逐层捣打成60mm厚防渗料实验层，再将工业电解质粉碎成细小颗粒，周围用高铝质圆筒固定成30mm 高的园柱体， 覆盖在防渗料上面， 电解质和防渗料的接触面保持平整，将实验坩埚平稳放入加热炉中，按每分钟3 ℃ 升温至50 ℃ 并保温2 小时，然后按每分钟5 ℃ 升至960 ℃ 并保温10 小时, 自然冷却至室温。
取出坩埚对半切开，检测其截面，在防渗料和电解质接触面形成0.7-1.2mm厚玻璃质阻挡层，分界面较平整，无电解质渗入防渗料现象，防渗料无烧结现象。
实施例4
方法如下：
将陶瓷碎片破碎、筛分分成3-5mm、1-3mm和0.088-1mm的颗粒，将抛光砖废渣100-800℃的条件下烘干，筛分1-3mm、0.088-1mm和<0.088mm的粒度，加入粘土和膨胀剂，主原料的最大粒度是5mm，细粉粒度≤0.088 mm，外加物粒度≤0.074 mm，采用5-3 mm、3-1 mm、1-0.088 mm和细粉四级配料，将称量准确的各种原料倒入搅拌机内混合， 净混时间为5-30min，待充分均匀后装袋。
各原料按重量份配比如下：
各原料按重量份配比如下：颗粒级配为粗∶ 中∶细=25∶35∶40 。
5-3mm的瓷砖碎片 20-30份、
3-1mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份、
1-0.088mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份、
＜0.088mm的抛光砖废渣 35-45份、
＜0.074mm的硅线石 3-5份
粘土的加入量为主料总重量的2.5-3.5%。
测得防渗料的震动堆积密度为：2.11-2.30g/cm3。
为了验证利用陶瓷碎片和抛光砖废渣制备成的铝电解槽干式防渗料，在耐火砖上钻一个圆柱形的洞做成坩埚，然后把铝电解槽防渗料按一定比例( 高度比) 逐层捣打成60mm厚防渗料实验层，再将工业电解质粉碎成细小颗粒，周围用高铝质圆筒固定成30mm 高的园柱体， 覆盖在防渗料上面， 电解质和防渗料的接触面保持平整，将实验坩埚平稳放入加热炉中，按每分钟3 ℃ 升温至50 ℃ 并保温2 小时，然后按每分钟5 ℃ 升至960 ℃ 并保温10 小时, 自然冷却至室温。
取出坩埚对半切开，检测其截面，在防渗料和电解质接触面形成0.7-1.2mm厚玻璃质阻挡层，分界面较平整，无电解质渗入防渗料现象，防渗料无烧结现象。
实施例5
方法如下：
将陶瓷碎片破碎、筛分分成3-5mm、1-3mm和0.088-1mm的颗粒，将抛光砖废渣100-800℃的条件下烘干，筛分1-3mm、0.088-1mm和<0.088mm的粒度，加入粘土和膨胀剂，主原料的最大粒度是5mm，细粉粒度≤0.088 mm，外加物粒度≤0.074 mm，采用5-3 mm、3-1 mm、1-0.088 mm和细粉四级配料，将称量准确的各种原料倒入搅拌机内混合， 净混时间为5-30min，待充分均匀后装袋。
各原料按重量份配比如下：
各原料按重量份配比如下：颗粒级配为粗∶ 中∶细=25∶35∶40 。
5-3mm的瓷砖碎片 20-30份、
3-1mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份、
1-0.088mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份、
＜0.088mm的抛光砖废渣 35-45份、
＜0.074mm的硅线石、红柱石和蓝晶石组合 3-5份
粘土的加入量为主料总重量的2.5-3.5%。
测得防渗料的震动堆积密度为：2.11-2.30g/cm3。
为了验证利用陶瓷碎片和抛光砖废渣制备成的铝电解槽干式防渗料，在耐火砖上钻一个圆柱形的洞做成坩埚，然后把铝电解槽防渗料按一定比例( 高度比) 逐层捣打成60mm厚防渗料实验层，再将工业电解质粉碎成细小颗粒，周围用高铝质圆筒固定成30mm 高的园柱体， 覆盖在防渗料上面， 电解质和防渗料的接触面保持平整，将实验坩埚平稳放入加热炉中，按每分钟3 ℃ 升温至50 ℃ 并保温2 小时，然后按每分钟5 ℃ 升至960 ℃ 并保温10 小时, 自然冷却至室温。
取出坩埚对半切开，检测其截面，在防渗料和电解质接触面形成0.7-1.2mm厚玻璃质阻挡层，分界面较平整，无电解质渗入防渗料现象，防渗料无烧结现象。
Claims (1)
1.一种利用瓷砖废渣制备铝电解槽干式防渗料的方法，其特征在于，所述方法将陶瓷碎片破碎、筛分，将抛光砖废渣水洗，筛分、烘干，按照粒度配比，制备成铝电解槽干式防渗料；包括以下过程：将陶瓷碎片破碎、筛分分成3-5mm、1-3mm和0.088-1mm的颗粒；将抛光砖废渣筛分1-3mm、0.088-1mm和<0.088mm的粒度；将抛光砖废渣在100-800℃的条件下烘干；铝电解槽干式防渗料中加入膨胀剂，膨胀剂为蓝晶石、硅线石、红柱石或其组合；将称量准确的各原料倒入搅拌机内混合， 净混时间为5-30min，待充分均匀后装袋；
所述防渗料各原料按重量份配比如下：
5-3mm的瓷砖碎片 20-30份；
3-1mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份；
1-0.088mm的瓷砖碎片或/和抛光砖废渣 15-20份；
＜0.088mm的抛光砖废渣 35-45份；
膨胀剂 0-5份；
所述的膨胀剂不包括0份；
或粘土的加入量为主料总重量的2.5-3.5%；
主原料的最大粒度5mm，细粉粒度≤0.088 mm，外加物粒度≤0.074 mm；用5-3 mm、3-1mm、1-0.088 mm和细粉四级配料。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20180622 Termination date: 20210328 |
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