CN114685146A - 一种废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料及使用方法，包括废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂。本发明将废弃镁质匣钵材料用作转炉补炉料，达到了废弃镁质匣钵成分全值高值利用的目的；本发明不产生有毒有害气体并可避免了沥青结合烧成过程中释放有毒有害气体的缺陷，比传统的树脂或沥青转炉补炉料（转炉大、小面）具有烧结快、补炉时间短的效果，本发明还具有补炉料成本低、能适用于转炉大面（和小面）部位、也能适用于耳轴部位、补炉效果好的优点。本发明对减少废弃匣钵堆存土地、或设施占用和减少其它环保负面作用，对节约资源均具经济、环保、社会等方面的积极意义。

Description

一种废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料及使用方法
技术领域
本发明属于废弃资源综合利用技术领域，尤其是一种废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料及使用方法。
背景技术
目前，制取锂电池电极材料如磷酸铁锂的烧成过程中废弃的碱性匣钵中，多数为镁铝尖晶结合的镁质材料，MgO的含量高达65%以上，MgO和Al2O3含量的总和高于90%，但这些锂离子电池电极材料烧成所废弃的匣钵，因含有可溶性盐（磷、锂）和重金属离子如钴，填埋存放、露天堆放均存在水土污染问题，棚内存放存在设施投资大、维护费用高的问题，若能发明一种可将这种废弃镁质匣钵有用成分全值高值利用的、同时可避免传统树脂或沥青转炉补炉料在烧成过程中时间长并且释放有毒有害气体的缺陷、可降低转炉补炉料成本的、可改善转炉补炉效果的、用废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料，对减少废弃匣钵堆存土地、或设施占用和减少其它环保负面作用，对节约资源均具经济、环保、社会等方面的积极意义。
发明内容
本发明的发明目的：主要针对上述情况，为克服现有技术之缺点，本发明之目的就是提供一种可将这种废弃镁质匣钵有用成分全值高值利用的、不产生有毒有害气体同时可避免传统树脂或沥青转炉补炉料在烧成过程中存在的烧结时间长、释放有毒有害气体缺陷的、可降低转炉补炉料成本的、可改善转炉补炉效果的废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料及使用方法。
本发明的技术方案为：提供了一种废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料，包括废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂，该转炉补炉料为以废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂为原料经均质、混合制成的粉状补炉料，废弃镁质匣钵材料为废弃镁质匣钵经粉碎而成的粒度不大于0.075mm的镁质粉体材料，且镁质粉体材料中MgO的含量不小于65%；镁砂骨料为电熔镁砂、烧结镁砂、电熔海水镁砂中的任意一种及以上，镁砂骨料的粒度不大于16mm且镁砂质骨料的MgO含量不小于95%，发热烧结助剂为碳化硅粉、金属铝粉、金属硅粉中的任意一种及以上，发热剂的粒度不大于0.12mm，转炉补炉料中镁质粉体材料的含量在40%~50%范围之内，发热烧结助剂的含量在4%~6%范围之内，磷酸二氢镁粉含量在2%~5%的范围内，余量为镁砂骨料，镁砂骨料的粒度组成为8mm~16mm的含量在25%~30%；1-8mm的含量在40%~50%，余量为粒度小于1mm的组分。
所述的镁砂骨料的粒度组成为8~12mm的含量在20%~25%；1-8mm的含量在45%~50%，,余量为粒度小于1mm的组分。
所述的镁砂骨料的粒度组成为5~8mm的含量在10%~20%；1-5mm的含量在30%~40%，余量为粒度小于1mm的组分。
使用所述的一种废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料的方法，其步骤为：
步骤一：将废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂混合均匀制成干混补炉料；
步骤二：将干混补炉料加入适量递质剂水混合成均匀且含量不大于30%的湿补炉料；
步骤三：将湿补炉料用设备投放到温度不低于1250℃的被修补转炉的内壁处；
步骤四；保持被修补的转炉静止不动5~25分钟，转炉内的余温将湿补炉料升温、干燥、自燃（蔓延）烧结、固结于转炉内壁。
本发明的有益效果是：本发明将废弃镁质匣钵材料用作转炉补炉料，达到了废弃镁质匣钵成分全值高值利用的目的；本发明废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料可代替常规采用的树脂或沥青转炉补炉料（转炉大、小面），本发明不产生有毒有害气体并可避免沥青结合烧成过程中释放有毒有害气体的缺陷，废弃镁质匣钵中的低熔点物质和发热烧结助剂共同作用达到了烧结快、补炉时间短的效果，本发明还具有补炉料成本低、即能适用于转炉大面（和小面）部位、也能适用于耳轴部位、补炉效果好的优点。本发明对减少废弃匣钵堆存土地、或设施占用和减少其它环保负面作用，对节约资源均具经济、环保、社会等方面的积极意义。
具体实施方式：
以下对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
给出了一种废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料，包括废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂，该转炉补炉料为以废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂为原料经均质、混合制成的粉状补炉料，废弃镁质匣钵材料为废弃镁质匣钵经粉碎而成的粒度不大于0.075mm的镁质粉体材料，且镁质粉体材料中MgO的含量不小于65%；镁砂骨料为电熔镁砂、烧结镁砂、电熔海水镁砂中的任意一种及以上，镁砂骨料的粒度不大于16mm且镁砂质骨料的MgO含量不小于95%，发热烧结助剂为碳化硅粉、金属铝粉、金属硅粉中的任意一种及以上，发热剂的粒度不大于0.12mm，转炉补炉料中镁质粉体材料的含量在40%~50%范围之内，发热烧结助剂的含量在4%~6%范围之内，磷酸二氢镁粉含量在2%~5%的范围内，余量为镁砂骨料，镁砂骨料的粒度组成为8mm~16mm的含量在25%~30%；1-8mm的含量在40%~50%，,余量为粒度小于1mm的组分。
所述的镁砂骨料的粒度组成为8~12mm的含量在20%~25%；1-8mm的含量在45%~50%，余量为粒度小于1mm的组分。
所述的镁砂骨料的粒度组成为5~8mm的含量在10%~20%；1-5mm的含量在30%~40%，余量为粒度小于1mm的组分。
使用所述的一种废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料的方法，其步骤为：
步骤一：将废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂混合均匀制成干混补炉料；
步骤二：将干混补炉料加入适量递质剂水混合成均匀且含量不大于30%的湿补炉料；
步骤三：将湿补炉料用设备投放到温度不低于1250℃的被修补转炉的内壁处；
步骤四；保持被修补的转炉静止不动5~25分钟，转炉内的余温将湿补炉料升温、干燥、自燃（蔓延）烧结、固结于转炉内壁。
实施例一：本发明用废弃镁质匣钵制取转炉补炉料用于100t转炉大面修补时，所用材料为废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂，将废弃镁质匣钵经粉碎制取的镁质粉体材料中MgO的含量为70%、Al2O3含量20%（主要以铝镁尖晶石物相存在），镁质粉体材料的粒度不大于0.075mm，镁砂骨料为电熔镁砂，镁砂质骨料的MgO含量为98%；镁砂骨料最大粒度为16mm，发热烧结助剂为金属铝粉，金属铝粉的粒度不大于0.12mm，转炉补炉料中镁质粉体材料的含量在40%，发热烧结助剂的含量为5%，磷酸二氢镁粉含量为2%,余量为镁砂骨料，镁砂骨料的粒度组成为8~16mm的含量在25%；1-8mm的含量在40%，余量为镁砂骨料中粒度小于1mm的组分。
实施例一中本发明使用的方法为：
步骤一：将前述的废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂、并按前述配比混合均匀制成2000kg干混补炉料；
步骤二：将2000kg干混补炉料加入450kg的水混合成均匀湿补炉料；
步骤三：将湿补炉料加入到废钢斗内，倾动转炉（炉内温度约1380℃）与废钢斗相互配合，用废钢斗将约2400kg的湿补炉料经转炉炉口投放到炉大面处后，一次将倾动转炉至水平位置；在此过程中，因本发明的粒度组成具有自流平性再加上水及蒸汽的共同作用、克服了传统的传统树脂或沥青转炉补炉料需多次摇炉（摆动）才能流平铺平的缺点，减少了摇炉次数缩短了补炉时间。
步骤四；保持转炉水平位置并静止不动，转炉内的余温将湿补炉料升温、干燥、自燃（蔓延）烧结、固结于转炉内壁，约25分钟湿补炉料的料面温度变红且温度趋于均匀，自燃（蔓延）烧结结束并固结于转炉内壁，补炉结束。在此过程中本发明所用废弃镁质匣钵中的低熔点物质和发热烧结助剂的自燃（蔓延）烧结，大大加速了烧结进程（传统的传统树脂或沥青转炉补炉料烧结时间一般在80分钟左右），另外，本发明所用废弃镁质匣钵材料中物相主要为均质多次烧结（烧实烧死过）MgO颗粒和镁铝尖晶石、镁铝尖晶石比传统补炉料中的镁砂细粉抗热震和机械冲击性能优越，在本实施例一中，用本发明的补炉料使用次数较传统的沥青转炉补炉料的使用次数平均多5次，不仅如此，本实施例一的补炉过程，完全避免了传统树脂或沥青转炉补炉料烧结时树脂或沥青分解所产生的有毒有害气体、黑烟不良现象。
实施例二：本发明用废弃镁质匣钵制取转炉补炉料用于100t转炉小面修补时，所用材料为废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂，将废弃镁质匣钵经粉碎制取的镁质粉体材料中MgO的含量为70%、Al2O3含量20%（主要以铝镁尖晶石物相存在），镁质粉体材料的粒度不大于0.075mm，镁砂骨料为电熔镁砂，镁砂质骨料的MgO含量为98%；镁砂骨料的粒度不大于12mm，发热烧结助剂为碳化硅粉，碳化硅粉的粒度不大于0.075mm，转炉补炉料中镁质粉体材料的含量在40%，发热烧结助剂的含量的为6%，磷酸二氢镁粉含量在2%的范围内，余量为镁砂骨料，镁砂骨料的粒度组成为8~12mm的含量为20%；1-8mm的含量为50%，余量为粒度小于1mm的组分。
实施例二中本发明使用的方法为：
步骤一：将前述的废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂、并按前述配比混合均匀制成500kg干混补炉料；
步骤二：将500kg干混补炉料加入100kg的水混合成均匀湿补炉料；
步骤三：将湿补炉料加入到投料机上，倾动转炉（炉内温度约1380℃）至水平位置，用投料机将约510kg的湿补炉料经转炉炉口投放到转炉的小面位置，在此过程中，因本发明的粒度组成具有自流平性再加上水及蒸汽的共同作用比传统树脂或沥青转炉补炉料更容易流平铺平，补炉效果更好。
步骤四；保持转炉水平位置并静止不动，转炉内的余温将湿补炉料升温、干燥、自燃（蔓延）烧结、固结于转炉内壁，约20分钟湿补炉料的料面温度变红且温度趋于均匀，自燃（蔓延）烧结结束并固结于转炉内壁，补炉结束。在此过程中本发明所用废弃镁质匣钵中的低熔点物质和发热烧结助剂的自燃（蔓延）烧结，大大加速了烧结进程（传统的传统树脂或沥青转炉补炉料烧结时间一般在60分钟左右），另外，本发明所用废弃镁质匣钵材料中物相主要为均质多次烧结（烧实烧死过）MgO颗粒和镁铝尖晶石、镁铝尖晶石比传统补炉料中的镁砂细粉抗热震和机械冲击性能优越，在本实施例二中，用本发明的补炉料使用次数较传统的沥青转炉补炉料的使用次数平均多3次。
实施例三：本发明用废弃镁质匣钵制取转炉补炉料用于100t转炉耳轴部位的内壁修补时，所用材料为废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂，将废弃镁质匣钵经粉碎制取的镁质粉体材料中MgO的含量为70%、Al2O3含量20%（主要以铝镁尖晶石物相存在），镁质粉体材料的粒度不大于0.075mm，镁砂骨料为烧结镁砂，镁砂质骨料的MgO含量为96%；镁砂骨料最大粒度为8mm，发热烧结助剂为碳化硅粉，碳化硅粉的粒度不大于0.075mm，转炉补炉料中镁质粉体材料的含量在40%，发热烧结助剂的含量的为6%，磷酸二氢镁粉含量在2%的范围内，余量为镁砂骨料，镁砂骨料的粒度组成为5~8mm的含量为12%；1-5mm的含量为40%，余量为粒度小于1mm的组分。
实施例三中本发明使用的方法为：
步骤一：将前述的废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂、并按前述配比混合均匀制成1000kg干混补炉料；
步骤二：将1000kg干混补炉料加入250kg的水混合成均匀湿补炉料；
步骤三：将湿补炉料湿喷机内上，倾动转炉（炉内温度约1380℃）至适当位置，用湿喷机将约1250kg的喷到转炉耳轴部位的内壁，在此过程中，因本发明的粒度组成及水溶性磷酸二氢镁粉增加了与炉壁之间的粘附力，一次喷补的厚度，喷补效果更好。
步骤四；保持转炉水平位置并静止不动，转炉内的余温将湿补炉料升温、干燥、自燃（蔓延）烧结、固结于转炉内壁，约3分钟湿补炉料的料面温度变红且温度趋于均匀，自燃（蔓延）烧结结束并固结于转炉内壁，喷补炉结束。
在实施例一、二、三中，使用湿物料可避免扬尘现象克服了传统补炉料过程的黑烟、红尘等环境污染现象，本发明所用原料不产生有毒有害气体，金属铝粉、金属硅粉发热剂自燃（烧结）过程不产生气体，碳化硅粉发热剂自燃（烧结）过程产生的CO在高温条件下炉内被氧化成CO2；递质剂水仅起到物料迁移、输送等递质作用最终变成水蒸气。
上述技术方案和实施例表明，将废弃镁质匣钵材料用作转炉补炉料，达到了废弃镁质匣钵成分全值高值利用的目的；本发明以废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料比常规的树脂或沥青转炉补炉料（转炉大、小面）性能优越，无污染性气体排放且避免了沥青结合烧成过程中释放有毒有害气体的缺陷，采用和废弃镁质匣钵中的低熔点物质和发热烧结助剂共同作用达到了烧结快缩短补炉时间的效果，本发明还具有补炉料成本低、即能适用于转炉大面（和小面）部位、也能适用于耳轴部位、补炉效果好的优点，对减少废弃匣钵堆存土地、或设施占用和减少其它环保负面作用，对节约资源均具经济、环保、社会等方面的积极意义。
以上所述，仅为本发明较优的具体实施方式，但本发明的保护方位并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以同等替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料，包括废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂，其特征在于：该转炉补炉料为以废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂为原料经均质、混合制成的粉状补炉料，废弃镁质匣钵材料为废弃镁质匣钵经粉碎而成的粒度不大于0.075mm的镁质粉体材料，且镁质粉体材料中MgO的含量不小于65%；镁砂骨料为电熔镁砂、烧结镁砂、电熔海水镁砂中的任意一种及以上，镁砂骨料的粒度不大于16mm且镁砂质骨料的MgO含量不小于95%，发热烧结助剂为碳化硅粉、金属铝粉、金属硅粉中的任意一种及以上，发热剂的粒度不大于0.12mm，转炉补炉料中镁质粉体材料的含量在40%~50%范围之内，发热烧结助剂的含量的在4%~6%范围之内，磷酸二氢镁粉含量在2~5%的范围内，余量为镁砂骨料，镁砂骨料的粒度组成为8~16mm的含量在25%~30%；1-8mm的含量在40%~50%，余量为粒度小于1mm的组分。
2.根据权利要求1所述的一种废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料，其特征在于：所述的镁砂骨料的粒度组成为8~12mm的含量在20%~25%；1-8mm的含量在45%~50%，余量为粒度小于1mm的组分。
3.根据权利要求1所述的一种废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料，其特征在于：所述的镁砂骨料的粒度组成为5~8mm的含量在10%~20%；1-5mm的含量在30%~40%，余量为粒度小于1mm的组分。
4.使用权利要求1~3所述的一种废弃镁质匣钵制取的转炉补炉料的方法，其特征在于：
步骤一：将废弃镁质匣钵材料、镁砂骨料、磷酸二氢镁粉、发热烧结助剂混合均匀制成干混补炉料；
步骤二：将干混补炉料加入适量递质剂水混合成均匀且含不大于30%的湿补炉料；
步骤三：将湿补炉料用设备投放到温度不低于1250℃的被修补转炉的内壁处；
步骤四；保持被修补转炉的转炉静止不动5~25分钟，转炉内的余温将湿补炉料升温、干燥、自燃（蔓延）烧结、固结于转炉内壁。
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