CN113800930B - 一种锆刚玉回收料再利用的制备方法 - Google Patents

一种锆刚玉回收料再利用的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种锆刚玉回收料再利用的制备方法。本发明的目的在于本发明提供了一种行之有效地将金属碎屑从回收料中分离的制备方法。本发明的上述目的是通过以下方法实现的：1.制备原粉2.制备发泡料浆3.发泡坯体的干燥与烧成4.发泡坯体的筛选与二次破碎5.剩余底料回收。采用此方法可以有效的除去锆刚玉回收料中存在的大量金属碎屑，提高回收料的循环使用率。

Description

一种锆刚玉回收料再利用的制备方法
技术领域
本发明涉及熔铸耐火材料领域，尤其适用于一种锆刚玉回收料的回收再利用。
背景技术
锆刚玉耐火材料对玻璃液具有良好的抗侵蚀能力。目前在加工锆刚玉耐火材料的过程中会产生大量的锆刚玉回收料，这些回收料并不会回收再次使用，而是直接作为废弃物进行处置。这导致了严重的资源浪费，并且由于锆刚玉回收料中含有大量氧化锆、纯碱、氧化铝，需要进行专业的无害化处理后才能进行废弃，大大增加了企业的生产成本。锆刚玉回收料中锆刚玉微粒对玻璃液有良好的抗侵蚀能力，如果能回收再利用将是一种很好的耐火原料。但锆刚玉回收料中含有大量的金属碎屑（铁屑、镍屑、铜屑）与机械油渍难以分离，回收效率较低，若直接采用未经处理的锆刚玉回收料制备耐火材料，会大幅降低制品的耐火度与抗侵蚀能力。
发明内容
针对上述技术能力的不足，本发明涉及一种锆刚玉回收料再利用的制备方法。本发明的目的在于本发明提供了一种行之有效地将金属碎屑从回收料中分离的制备方法。本发明的上述目的是通过以下方法实现的：1.制备原粉：在100-130℃的环境下对回收料锆刚玉回收料进行干燥，干燥总时间为2-10个小时，其中每隔2-5小时对锆刚玉回收料进行震动，每次震动时间为5-8min，干燥后的回收料进行0-3次表面除铁后备用。2.制备发泡料浆：以50-80wt%的原粉或50-20wt%回收粉、20-40wt%水（外加）、5-30wt%的发泡剂（外加）、10-40wt%铝溶胶（外加）进行快速搅拌制备发泡浆体；将搅拌好的发泡浆体倒入纸质模具中后，将模具放置在震动台上进行快速震动，震动时间为10min。3.发泡坯体的干燥与烧成：将震动后的发泡坯体放入烘干窑，烘干窑温度设置在100-150℃，烘干时间为5-7h，将烘干后的坯体连同纸质模具直接送入梭式窑进行烧成。4.发泡坯体的筛选与二次破碎：将烧后料取出，从坯体上表面开始刮取坯体总高度的1/3-3/4的材料，刮取后的材料进入空气磨中进行二次粉碎制备粉磨料，粉磨再次进行除铁后包装进入成品库；对剩余底料再次进行破碎备用。5.剩余底料回收：将底料进行二次破碎、除铁并通过200-300目的震动筛，过筛以后的原料再次作为回收粉配置发泡料浆。
上述内容中所叙述的主要成分为伯烷基硫酸盐或2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐其中的一种或多种搭配，其中伯烷基硫酸盐：2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐质量比例为：1-2:1-2.5。
上述内容中所叙述快速搅拌制度为：搅拌速度在1000-1500rad/min，搅拌时间为17-125min。
上述内容中所述的烧成烧成制度为：最高温度为500-700℃，保温时间3-8h，升温速度为2-6℃/min。
通过上述方法的处理，能有效的将锆刚玉回收料中的铁屑及金属杂质过滤，经过检测，未经过此方法处理的锆刚玉原粉中，Fe2O3的含量≥16%，通过此方法处理后，锆刚玉处理料中Fe2O3的含量≤0.8%。
本发明有如下创新点：
本发明的创新点一：采用发泡方式将料浆中的金属与锆刚玉粉料分离。由于金属碎屑的粒径在10-90μm，且金属屑含量占原料总比例的30-65%，采用传统的磁铁吸附法，无法有效的去除粉体中所含有的铁屑。本方法的主要创新点在于，利用Fe2O3与氧化锆刚玉粉体之间由于体积密度的不同，在泡沫中能否稳定的存在这一特征，通过调整发泡剂的用量与发泡剂种类的相互配合使用，配置出的泡沫能够有效地将锆刚玉粉体固定在泡沫表层浆体中，而铁屑等体积密度较大的金属碎屑由于自身重量会沉积在发泡浆体底层。此外，可以浆体上层未下沉的金属碎屑通过振动的工序，可以有效的将其振动至降低底部。
本发明的创新点二：可以对剩余底料进行回收再利用，降低了废料排放对环境的污染。当剩余的底料中存在大量金属碎屑，采用常规方法（除铁） 并不能有效的将底料中的金属完全分离，往往是将剩余底料进行废弃，造成了大量的浪费。采用本发明的制备工艺后，剩余的底料再次作为回收粉。
本发明的创新点三：采用铝溶胶进行固化结合，不会在锆刚玉原料中引入新的化学成分，保证了原料的纯净度。由于氧化铝溶胶的主要成分为氧化铝，在发泡坯体中起到固化剂的作用。而氧化铝成分也是锆刚玉微粉的主要成分之一，故不会在回收后原料成分中引入新的成分，保证了回收料成分种类的稳定性。
本发明的创新点四：由于烧后料的体积容重仅由0.5-0.7g/cm3,烧后料内部分布了丰富的孔洞结构。在破碎的过程中，可比较容易的破碎成需要的粒径。
具体实施方式
实施例1
制备原粉：在130℃的环境下对锆刚玉回收料进行干燥，干燥总时间为2个小时，其中每隔2小时对锆刚玉回收料进行震动，每次震动时间为5min，干燥后的锆刚玉回收料进行0次除铁后备用。
制备发泡料浆：以50wt%的原粉或50wt%回收粉、20wt%水（外加）、5wt%的发泡剂（外加）、10wt%铝溶胶（外加）进行快速搅拌制备发泡浆体，搅速度为1000rad/min，搅拌时间为20min；发泡剂的成分为伯烷基硫酸盐或2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐其中的一种或多种搭配，其中伯烷基硫酸盐：2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐质量比例为：1:1.5。
发泡坯体的干燥与烧成：将震动后的发泡坯体放入烘干窑，烘干窑温度设置在110℃，烘干时间为5h，将烘干后的坯体连同纸质模具直接送入梭式窑进行烧成。模具尺寸为150mm×150mm×100mm。烧成烧成制度为：最高温度为500℃，保温时间3h，升温速度为6℃/min。
发泡坯体的筛选与二次破碎：将烧后料取出，从坯体上表面开始刮取坯体总高度的1/3的材料，刮取后的材料进入空气磨中进行二次粉碎制备粉磨料，粉磨再次进行除铁后包装进入成品库，对剩余底料再次进行破碎备用。
]剩余底料回收：将底料进行二次破碎、除铁并通过300目的震动筛，过筛以后的原料再次作为回收粉配置发泡料浆。
实施例2
制备原粉：在130℃的环境下对锆刚玉回收料进行干燥，干燥总时间为2个小时，其中每隔2小时对锆刚玉回收料进行震动，每次震动时间为5min，干燥后的锆刚玉回收料进行0次除铁后备用。
制备发泡料浆：以50wt%的原粉或50wt%回收粉、30wt%水（外加）、5wt%的发泡剂（外加）、10wt%铝溶胶（外加）进行快速搅拌制备发泡浆体，搅速度为1000rad/min，搅拌时间为20min；发泡剂的成分为伯烷基硫酸盐或2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐其中的一种或多种搭配，其中伯烷基硫酸盐：2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐质量比例为：1:1.5。
发泡坯体的干燥与烧成：将震动后的发泡坯体放入烘干窑，烘干窑温度设置在110℃，烘干时间为5h，将烘干后的坯体连同纸质模具直接送入梭式窑进行烧成。模具尺寸为150mm×150mm×100mm。烧成烧成制度为：最高温度为500℃，保温时间3h，升温速度为6℃/min。
发泡坯体的筛选与二次破碎：将烧后料取出，从坯体上表面开始刮取坯体总高度的1/3的材料，刮取后的材料进入空气磨中进行二次粉碎制备粉磨料，粉磨再次进行除铁后包装进入成品库，对剩余底料再次进行破碎备用。
剩余底料回收：将底料进行二次破碎、除铁并通过300目的震动筛，过筛以后的原料再次作为回收粉配置发泡料浆。
实施例3
制备原粉：在130℃的环境下对锆刚玉回收料进行干燥，干燥总时间为2个小时，其中每隔2小时对锆刚玉回收料进行震动，每次震动时间为5min，干燥后的锆刚玉回收料进行0次除铁后备用。
制备发泡料浆：以50wt%的原粉或50wt%回收粉、40wt%水（外加）、5wt%的发泡剂（外加）、10wt%铝溶胶（外加）进行快速搅拌制备发泡浆体，搅速度为1000rad/min，搅拌时间为20min；发泡剂的成分为伯烷基硫酸盐或2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐其中的一种或多种搭配，其中伯烷基硫酸盐：2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐质量比例为：1:1.5。
发泡坯体的干燥与烧成：将震动后的发泡坯体放入烘干窑，烘干窑温度设置在110℃，烘干时间为5h，将烘干后的坯体连同纸质模具直接送入梭式窑进行烧成。模具尺寸为150mm×150mm×100mm。烧成烧成制度为：最高温度为500℃，保温时间3h，升温速度为6℃/min。
发泡坯体的筛选与二次破碎：将烧后料取出，从坯体上表面开始刮取坯体总高度的1/3的材料，刮取后的材料进入空气磨中进行二次粉碎制备粉磨料，粉磨再次进行除铁后包装进入成品库，对剩余底料再次进行破碎备用。
剩余底料回收：将底料进行二次破碎、除铁并通过300目的震动筛，过筛以后的原料再次作为回收粉配置发泡料浆。
实施例4
制备原粉：在130℃的环境下对锆刚玉回收料进行干燥，干燥总时间为2个小时，其中每隔2小时对锆刚玉回收料进行震动，每次震动时间为5min，干燥后的锆刚玉回收料进行0次除铁后备用。
制备发泡料浆：以50wt%的原粉或50wt%回收粉、30wt%水（外加）、10wt%的发泡剂（外加）、10wt%铝溶胶（外加）进行快速搅拌制备发泡浆体，搅速度为1000rad/min，搅拌时间为20min；发泡剂的成分为伯烷基硫酸盐或2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐其中的一种或多种搭配，其中伯烷基硫酸盐：2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐质量比例为：1:1.5。
发泡坯体的干燥与烧成：将震动后的发泡坯体放入烘干窑，烘干窑温度设置在110℃，烘干时间为5h，将烘干后的坯体连同纸质模具直接送入梭式窑进行烧成。模具尺寸为150mm×150mm×100mm。烧成烧成制度为：最高温度为500℃，保温时间3h，升温速度为6℃/min。
发泡坯体的筛选与二次破碎：将烧后料取出，从坯体上表面开始刮取坯体总高度的1/3的材料，刮取后的材料进入空气磨中进行二次粉碎制备粉磨料，粉磨再次进行除铁后包装进入成品库，对剩余底料再次进行破碎备用。
剩余底料回收：将底料进行二次破碎、除铁并通过300目的震动筛，过筛以后的原料再次作为回收粉配置发泡料浆。
实施例5
制备原粉：在130℃的环境下对锆刚玉回收料进行干燥，干燥总时间为2个小时，其中每隔2小时对锆刚玉回收料进行震动，每次震动时间为5min，干燥后的锆刚玉回收料进行0次除铁后备用。
制备发泡料浆：以50wt%的原粉或50wt%回收粉、30wt%水（外加）、15wt%的发泡剂（外加）、10wt%铝溶胶（外加）进行快速搅拌制备发泡浆体，搅速度为1000rad/min，搅拌时间为20min；发泡剂的成分为伯烷基硫酸盐或2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐其中的一种或多种搭配，其中伯烷基硫酸盐：2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐质量比例为：1:1.5。
发泡坯体的干燥与烧成：将震动后的发泡坯体放入烘干窑，烘干窑温度设置在110℃，烘干时间为5h，将烘干后的坯体连同纸质模具直接送入梭式窑进行烧成。模具尺寸为150mm×150mm×100mm。烧成烧成制度为：最高温度为500℃，保温时间3h，升温速度为6℃/min。
发泡坯体的筛选与二次破碎：将烧后料取出，从坯体上表面开始刮取坯体总高度的1/3的材料，刮取后的材料进入空气磨中进行二次粉碎制备粉磨料，粉磨再次进行除铁后包装进入成品库，对剩余底料再次进行破碎备用。
剩余底料回收：将底料进行二次破碎、除铁并通过300目的震动筛，过筛以后的原料再次作为回收粉配置发泡料浆。
实施例6
制备原粉：在130℃的环境下对锆刚玉回收料进行干燥，干燥总时间为2个小时，其中每隔2小时对锆刚玉回收料进行震动，每次震动时间为5min，干燥后的锆刚玉回收料进行0次除铁后备用。
制备发泡料浆：以50wt%的原粉或50wt%回收粉、30wt%水（外加）、20wt%的发泡剂（外加）、10wt%铝溶胶（外加）进行快速搅拌制备发泡浆体，搅速度为1000rad/min，搅拌时间为20min；发泡剂的成分为伯烷基硫酸盐或2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐其中的一种或多种搭配，其中伯烷基硫酸盐：2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐质量比例为：1:1.5。
发泡坯体的干燥与烧成：将震动后的发泡坯体放入烘干窑，烘干窑温度设置在110℃，烘干时间为5h，将烘干后的坯体连同纸质模具直接送入梭式窑进行烧成。模具尺寸为150mm×150mm×100mm。烧成烧成制度为：最高温度为500℃，保温时间3h，升温速度为6℃/min。
发泡坯体的筛选与二次破碎：将烧后料取出，从坯体上表面开始刮取坯体总高度的1/3的材料，刮取后的材料进入空气磨中进行二次粉碎制备粉磨料，粉磨再次进行除铁后包装进入成品库，对剩余底料再次进行破碎备用。
剩余底料回收：将底料进行二次破碎、除铁并通过300目的震动筛，过筛以后的原料再次作为回收粉配置发泡料浆。
对比1000g原粉与上述实例中烧后料，测定Fe2O3、CuO、TiO2单质含量见表1。
表1 实施例与原粉中Fe2O3、CuO、TiO2单质含量
实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 实例6 原粉
<![CDATA[Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>单质含量 wt%]]> 2.53 1.35 0.35 0.28 0.19 0.09 20
CuO单质含量 wt% 3.12 2.18 1.15 0.82 0.33 0.18 15
<![CDATA[TiO<sub>2</sub>单质含量 wt%]]> 6.51 5.23 2.02 1.03 0.62 0.42 14
从表中对比可以看到，采用本方法的实例4、实例5的粉磨料内部的Fe2O3、CuO、TiO2单质含量远低于原粉中的金属含量，故采用此方法可以有效的除去锆刚玉回收料中存在的大量金属碎屑，提高回收料的循环使用率。

Claims (3)

1.一种锆刚玉回收料再利用的制备方法，其特征包括以下工艺步骤：（1）制备原粉：在100-130℃的环境下对锆刚玉回收料进行干燥，干燥总时间为2-10个小时，其中每隔2-5小时对锆刚玉回收料进行震动，每次震动时间为5-8min，干燥后的回收料进行0-3次表面除铁后备用；（2）制备发泡料浆：以50-80wt%的原粉或50-20wt%回收粉、外加水20-40wt%、外加发泡剂5-30wt%、外加铝溶胶10-40wt%，进行快速搅拌制备发泡浆体；将搅拌好的发泡浆体倒入纸质模具中后，将模具放置在震动台上进行快速震动，震动时间为10min；所述发泡剂主要成分为：伯烷基硫酸盐或2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐其中的一种或多种搭配，其中伯烷基硫酸盐 ：2-正构烷基磺酸盐或仲烷基硫酸盐质量比例为：1-2:1-2.5；（3）发泡坯体的干燥与烧成：将震动后的发泡坯体放入烘干窑，烘干窑温度设置在100-150℃，烘干时间为5-7h，将烘干后的坯体连同纸质模具直接送入梭式窑进行烧成；（4）发泡坯体的筛选与二次破碎：将烧后料取出，从坯体上表面开始刮取坯体总高度的1/3-3/4的材料，刮取后的材料进入空气磨中进行二次粉碎制备粉磨料，粉磨料再次进行除铁后包装进入成品库；对剩余底料再次进行破碎备用；（5）剩余底料回收：将底料进行二次破碎、除铁并通过200-300目的震动筛，过筛以后的原料再次作为回收粉配置发泡料浆。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述快速搅拌制度为：搅拌速度在1000-1500rad/min，搅拌时间为17-125min。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的烧成制度为：最高温度为500-700℃，保温时间3-8h，升温速度为6℃/min。
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