CN115403395A - 一种铜冶炼废旧镁铬砖的资源化利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜冶炼废旧镁铬砖的资源化利用方法，其是以铜冶炼行业中的废旧镁铬砖为原料，通过对其破损、粉磨，按不同粒度分类后，将所得不同粒度的粉料按一定比例进行配粉，再将其与铝硅粉、铝酸钙水泥、防爆纤维配合，制成阳极铜浇铸用涂抹料。本发明提供的铜冶炼废旧镁铬砖的资源化利用方法，不仅保证了冶炼流程中铜金属的回收率，同时改善了集中处理较大量含MgO、Cr2O3的废旧镁铬砖粉对熔炼炉况的影响，且其可减少阳极铜浇铸用涂抹料的购买成本，因而具有良好经济和环境效益。
Description
技术领域
本发明属于资源利用领域，具体涉及一种铜冶炼废旧镁铬砖的资源化利用方法。
背景技术
在铜冶炼行业中，一般采用镁铬质耐火砖作为炉窑砌筑耐火材料的工作层。炉窑镁铬砖的检修更换频率较高，且检修更换的废旧镁铬砖中往往渗透了大量的铜等有价金属。因此，废旧镁铬砖的处理与有价金属的回收是值得考虑的问题。
目前铜冶炼行业对于废旧镁铬砖的处理方案主要有三种，一是将废旧镁铬砖直接破碎至5mm以下后返回原料工序与铜精矿配料入熔炼炉冶炼，二是使用切割机对废旧镁铬砖渗透侵蚀段进行切割并破碎至5mm以下后返回原料工序与铜精矿配料入熔炼炉冶炼，未渗透侵蚀段则外售至耐火材料厂作为辅料，三是极少部分铜冶炼企业将直接破碎后的废旧镁铬砖粉加入卤水后用作铜、渣排放溜槽的捣打料。上述处理方案除方案三外，均没有综合考虑到废旧镁铬砖资源化处理和效益最大化的问题，而方案三由于目前生产几乎淘汰了高辐射温度情况下“一炉一抹”的溜槽维护形式，转而采用溜槽预制件以及一体化浇铸成型溜槽，因而难以再实现推广应用。因此，需要找到除铜、渣排放溜槽外资源化利用废旧镁铬砖的新的突破口。
在铜冶炼过程中，阳极铜浇铸用的活动溜槽、浇铸包等也是不定型耐火材料的主要使用点。因此，本发明提出一种以废旧镁铬砖为原料制备的用于阳极铜浇铸包子的涂抹料，以实现铜冶炼废旧镁铬砖的有效资源化利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铜冶炼废旧镁铬砖的资源化利用方法，其在保证废旧镁铬砖内铜等有价金属回收的同时，将其耐材部分进行资源化利用，以达到生产过程的减排降本增效的目的。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种铜冶炼废旧镁铬砖的资源化利用方法，其是以所述铜冶炼废旧镁铬砖为原料，制备阳极铜浇铸用涂抹料。所述铜冶炼废旧镁铬砖中含Mg 23.67~25.42%、Cr 2.42~3.11%、Cu 6.52~6.88%、Fe 3.87~4.22%。
所述涂抹料的制备方法包括如下步骤：
1）将铜冶炼废旧镁铬砖用颚式破碎机破碎成直径小于15cm的料块，再利用棒磨机进行粉磨，期间用滚筒筛进行筛分，从而将所得粉料按粒度＜1mm、1-3mm和3-5mm进行分类；
2）将步骤1）所得分类粉料按粒度＜1mm占45wt%，粒度1-3mm占25wt%，粒度3-5mm占30wt%进行配粉；
3）将步骤2）配好的废旧镁铬砖粉与铝硅粉、铝酸钙水泥、防爆纤维搅拌混合，即得所述涂抹料。
进一步地，所用各物料的重量百分数为废旧镁铬砖粉20-30%、铝硅粉60~70%、铝酸钙水泥10%、防爆纤维0.05%，其重量百分数之和为100%。
进一步地，所述铝硅粉中粒度＜1mm的占15wt%、粒度1~3mm的占25wt%、粒度3~5mm的占35wt%、粒度<74μm的占25 wt %。
所述涂抹料的使用方法是在该涂抹料中加入其质量15%的水，搅拌混匀后均匀涂抹在阳极铜浇铸包表面，施工完后自然晾干10h，再使用天然气烘干（烘干时间一般在2h左右）后用于浇铸。
本发明的显著优点在于：
本发明将铜冶炼的废旧镁铬砖经直接破碎后进行筛分，再加入铝硅粉等辅料制备成用于阳极铜浇铸用涂抹料，不仅避免了直接外售导致的冶炼流程中铜金属的损失，还避免了集中处理较大量含MgO、Cr2O3的废旧镁铬砖粉对熔炼炉况（尤其是闪速熔炼）的影响。同时，因废旧镁铬砖的资源化回收利用，可减少阳极铜浇铸用涂抹料的购买成本，据粗略估算，此方案处理铜冶炼炉窑检修更换的镁铬砖可实现百吨降本25万元以上。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。
所用铝硅粉中含SiO2:25%、Al2O3:60%、CaO:1.75%，其理化指标为：粒度＜1mm的占15wt%、粒度1~3mm的占25wt%、粒度3~5mm的占35wt%粒度<74μm的占25wt%。
实施例1
1）对检修更换下的铜冶炼废旧镁铬砖进行成分分析，其中含Mg 25.42%、Cr2.42%、Cu 6.52%、Fe 4.13%；
2）将废旧镁铬砖用颚式破碎机破碎成直径小于15cm的料块，再利用棒磨机进行粉磨，期间用滚筒筛进行筛分，从而将所得粉料按粒度＜1mm、1-3mm和3-5mm进行分类；
3）将步骤2）所得分类粉料按粒度＜1mm占45wt%，粒度1-3mm占25wt%，粒度3-5mm占30wt%进行配粉；
4）按步骤3）配好的废旧镁铬砖粉30%与铝硅粉60%、铝酸钙水泥（CA50-II）9.95%、防爆纤维0.05%，将上述物料搅拌混合，即得阳极铜浇铸用涂抹料；
5）在所得涂抹料中加入其质量15%的水，搅拌混匀至可施工状态时转移至包子内进行涂抹施工，施工完后自然晾干10h，再使用天然气烘干。
实施例2
1）对检修更换下的铜冶炼废旧镁铬砖进行成分分析，其中含Mg 25.42%、Cr2.42%、Cu 6.52%、Fe 4.13%；
2）将废旧镁铬砖用颚式破碎机破碎成直径小于15cm的料块，再利用棒磨机进行粉磨，期间用滚筒筛进行筛分，从而将所得粉料按粒度＜1mm、1-3mm和3-5mm进行分类；
3）将步骤2）所得分类粉料按粒度＜1mm占45wt%，粒度1-3mm占25wt%，粒度3-5mm占30wt%进行配粉；
4）按步骤3）配好的废旧镁铬砖粉20%与铝硅粉70%、铝酸钙水泥（CA50-II）9.95%、防爆纤维0.05%，将上述物料搅拌混合，即得阳极铜浇铸用涂抹料；
5）在所得涂抹料中加入其质量15%的水，搅拌混匀至可施工状态时转移至包子内进行涂抹施工，施工完后自然晾干10h，再使用天然气烘干。
对比例1
1）对检修更换下的铜冶炼废旧镁铬砖进行成分分析，其中含Mg 25.42%、Cr2.42%、Cu 6.52%、Fe 4.13%；
2）将废旧镁铬砖用颚式破碎机破碎成直径小于15cm的料块，再利用棒磨机进行粉磨，期间用滚筒筛进行筛分，从而将所得粉料按粒度＜1mm、1-3mm和3-5mm进行分类；
3）将步骤2）所得分类粉料按粒度＜1mm占45wt%，粒度1-3mm占25wt%，粒度3-5mm占30wt%进行配粉；
4）按步骤3）配好的废旧镁铬砖粉80%与铝酸钙水泥（CA50-II）18%、钢纤维1.95%、防爆纤维0.05%，将上述物料搅拌混合，即得阳极铜浇铸用涂抹料；
5）在所得涂抹料中加入其质量13%的水，搅拌混匀至可施工状态时转移至包子内进行涂抹施工，施工完后自然晾干10h，再使用天然气烘干。
对比例2
1）对检修更换下的铜冶炼废旧镁铬砖进行成分分析，其中含Mg 23.67%、Cr3.11%、Cu 6.88%、Fe 3.87%；
2）将废旧镁铬砖用颚式破碎机破碎成直径小于15cm的料块，再利用棒磨机进行粉磨，期间用滚筒筛进行筛分，从而将所得粉料按粒度＜1mm、1-3mm和3-5mm进行分类；
3）将步骤2）所得分类粉料按粒度＜1mm占45wt%，粒度1-3mm占25wt%，粒度3-5mm占30wt%进行配粉；
4）按步骤3）配好的废旧镁铬砖粉80%与卤水（MgCl2）18%、钢纤维1.95%、防爆纤维0.05%，将上述物料搅拌混合，即得阳极铜浇铸用涂抹料。
对比例3
1）对检修更换下的铜冶炼废旧镁铬砖进行成分分析，其中含Mg 24.66%、Cr2.58%、Cu 6.81%、Fe 4.22%；
2）将废旧镁铬砖用颚式破碎机破碎成直径小于15cm的料块，再利用棒磨机进行粉磨，期间用滚筒筛进行筛分，从而将所得粉料按粒度＜1mm、1-3mm和3-5mm进行分类；
3）将步骤2）所得分类粉料按粒度＜1mm占45wt%，粒度1-3mm占25wt%，粒度3-5mm占30wt%进行配粉；
4）按步骤3）配好的废旧镁铬砖粉75%与铝酸钙水泥（CA50-II）13%、水玻璃10%、钢纤维1.95%、防爆纤维0.05%，将上述物料搅拌混合，即得阳极铜浇铸用涂抹料；
5）在所得涂抹料中加入其质量13%的水，搅拌混匀至可施工状态时转移至包子内进行涂抹施工，施工完后自然晾干10h，再使用天然气烘干。
对比例4
1）对检修更换下的铜冶炼废旧镁铬砖进行成分分析，其中含Mg 25.42%、Cr2.42%、Cu 6.52%、Fe 4.13%；
2）将废旧镁铬砖用颚式破碎机破碎成直径小于15cm的料块，再利用棒磨机进行粉磨，期间用滚筒筛进行筛分，从而将所得粉料按粒度＜1mm、1-3mm和3-5mm进行分类；
3）将步骤2）所得分类粉料按粒度＜1mm占45wt%，粒度1-3mm占25wt%，粒度3-5mm占30wt%进行配粉；
4）按步骤3）配好的废旧镁铬砖粉58%与铝酸钙水泥（CA50-II）30%、水玻璃10%、钢纤维2%，将上述物料搅拌混合，即得阳极铜浇铸用涂抹料；
5）在所得涂抹料中加入其质量15%的水，搅拌混匀至可施工状态时转移至包子内进行涂抹施工，施工完后自然晾干10h，再使用天然气烘干。
对比例5
1）对检修更换下的铜冶炼废旧镁铬砖进行成分分析，其中含Mg 25.42%、Cr2.42%、Cu 6.52%、Fe 4.13%；
2）将废旧镁铬砖用颚式破碎机破碎成直径小于15cm的料块，再利用棒磨机进行粉磨，期间用滚筒筛进行筛分，从而将所得粉料按粒度＜1mm、1-3mm和3-5mm进行分类；
3）将步骤2）所得分类粉料按粒度＜1mm占45wt%，粒度1-3mm占25wt%，粒度3-5mm占30wt%进行配粉；
4）按步骤3）配好的废旧镁铬砖粉10%与铝硅粉80%、铝酸钙水泥（CA50-II）9.95%、防爆纤维0.05%，将上述物料搅拌混合，即得阳极铜浇铸用涂抹料；
5）在所得涂抹料中加入其质量15%的水，搅拌混匀至可施工状态时转移至包子内进行涂抹施工，施工完后自然晾干10h，再使用天然气烘干。
对比例6
1）对检修更换下的铜冶炼废旧镁铬砖进行成分分析，其中含Mg 25.42%、Cr2.42%、Cu 6.52%、Fe 4.13%；
2）将废旧镁铬砖用颚式破碎机破碎成直径小于15cm的料块，再利用棒磨机进行粉磨，期间用滚筒筛进行筛分，从而将所得粉料按粒度＜1mm、1-3mm和3-5mm进行分类；
3）将步骤2）所得分类粉料按粒度＜1mm占45wt%，粒度1-3mm占25wt%，粒度3-5mm占30wt%进行配粉；
4）按步骤3）配好的废旧镁铬砖粉40%与铝硅粉50%、铝酸钙水泥（CA50-II）9.95%、防爆纤维0.05%，将上述物料搅拌混合，即得阳极铜浇铸用涂抹料；
5）在所得涂抹料中加入其质量15%的水，搅拌混匀至可施工状态时转移至包子内进行涂抹施工，施工完后自然晾干10h，再使用天然气烘干。
对实施例及对比例所得涂抹料及其涂层进行检测，结果见表1、2。
表1 表观性能
表2 物理性能
由表1、2可见，将铜冶炼废旧镁铬砖粉与铝硅粉、铝酸钙水泥（CA50-II）以及低温防爆纤维配合，可制备出涂抹性能良好的阳极铜浇铸用涂抹料，且其性能可满足应用要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种铜冶炼废旧镁铬砖的资源化利用方法，其特征在于，以所述铜冶炼废旧镁铬砖为原料，制备阳极铜浇铸用涂抹料。
2. 根据权利要求1所述的铜冶炼废旧镁铬砖的资源化利用方法，其特征在于，所述铜冶炼废旧镁铬砖中含Mg 23.67~25.42%、Cr 2.42~3.11%、Cu 6.52~6.88%、Fe 3.87~4.22%。
3.根据权利要求1或2所述的铜冶炼废旧镁铬砖的资源化利用方法，其特征在于，所述涂抹料的制备方法包括如下步骤：
1）将铜冶炼废旧镁铬砖破碎成直径小于15cm的料块，再利用棒磨机进行粉磨，期间进行筛分，从而将所得粉料按粒度＜1mm、1-3mm和3-5mm进行分类；
2）将步骤1）所得分类粉料按粒度＜1mm占45wt%，粒度1-3mm占25wt%，粒度3-5mm占30wt%进行配粉；
3）将步骤2）配好的废旧镁铬砖粉与铝硅粉、铝酸钙水泥、防爆纤维搅拌混合，即得所述涂抹料。
4.根据权利要求3所述的铜冶炼废旧镁铬砖的资源化利用方法，其特征在于，步骤3）中所用各物料的重量百分数为废旧镁铬砖粉20-30%、铝硅粉60~70%、铝酸钙水泥10%、防爆纤维0.05%，其重量百分数之和为100%。
5. 根据权利要求4所述的铜冶炼废旧镁铬砖的资源化利用方法，其特征在于，所述铝硅粉中粒度＜1mm的占15wt%、粒度1~3mm的占25wt%、粒度3~5mm的占35wt%、粒度<74μm的占25wt %。
6.根据权利要求1或2所述的铜冶炼废旧镁铬砖的资源化利用方法，其特征在于，所述涂抹料的使用方法是在该涂抹料中加入其质量15%的水，搅拌混匀后均匀涂抹在阳极铜浇铸包表面，涂抹完后自然晾干10h，再使用天然气烘干。
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