CN116606122A - 协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法及耐火砖 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法及耐火砖,属于危险废弃物协同处置及资源化利用技术领域。方法包括:将含铝料和渣土材料混合、烘干、研磨,得到铝调和渣土粉;将铝调和渣土粉、废矿物油、垃圾焚烧飞灰混合均匀,得到掺油混合料;向掺油混合料中加入水,搅拌均匀,静压成砖,得到油掺混料砖;将油掺混料砖烘干,得到烘干砖;将烘干砖煅烧,冷却,得到耐火砖。本发明实现了对废矿物油与垃圾焚烧飞灰的协同处理,处理方法简单,处理效率较高,且通过协同混掺废矿物油与垃圾焚烧飞灰改变了传统砖体坯料成分组成,以使得所制备的耐火砖常温耐压强度均大于45MPa,0.2MPa荷重软化温度均高于1350℃。
Description
技术领域
本发明属于危险废弃物协同处置及资源化利用技术领域,具体涉及一种协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法及耐火砖。
背景技术
垃圾焚烧过程会产生大量的烟气,烟气经过冷却(或余热利用)、干法(半干法)脱酸及除重金属后,进入布袋除尘器被捕获截留的颗粒即为垃圾焚烧飞灰。若垃圾经过炉排炉焚烧,所产生的垃圾焚烧飞灰为焚烧垃圾总量的3%~5%。垃圾焚烧飞灰为危险废弃物,含有重金属及二噁英类污染物,具有明显的毒害性特征。同时垃圾焚烧飞灰中含有大量的可溶解氯盐,这严重限制了垃圾焚烧飞灰在水泥及建材领域的资源化。
垃圾焚烧飞灰中含有大量的钙基成分,因此其具备制备烧结砖坯料的潜力。但是,若直接将混有垃圾焚烧飞灰的烧结砖坯料直接投入砖窑中进行焚烧,在高温还原环境下飞灰中的氯盐不仅易结合铝、硅、铁、镁、钙及重金属元素形成低沸点氯化物,从而造成煅烧耐火砖结构孔隙增多,强度及耐火性能显著降低,而且还易形成熔盐包裹在硅铝矿物表面,从而抑制物料间的有效反应。
废矿物油在石油开采、加工或煤炭和油页岩提取和精炼过程中产生。相较于未污染矿物油,废矿物油的物理化学性能已发生改变。废矿物油中含有多种卤素有机物、多环芳烃、重金属类物质,环境毒性大,因此也被列入我国危险废物名录中,按照危险废弃物进行管理。
目前,尚未有对废矿物油与垃圾焚烧飞灰的协同处理方法,更未有基于上述两种废弃物制备耐火砖的方法。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提供一种协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法及耐火砖,该方法不仅有利于实现垃圾焚烧飞灰和废矿物油协同处置,而且为两种危险废弃物的深度资源化提供了可借鉴途径。
本发明的一方面,提供一种协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法,所述方法包括:
将含铝料和渣土材料混合、烘干、研磨,得到铝调和渣土粉;
将所述铝调和渣土粉、废矿物油、垃圾焚烧飞灰混合均匀,得到掺油混合料;
向所述掺油混合料中加入水,搅拌均匀,静压成砖,得到油掺混料砖;
将所述油掺混料砖烘干,得到烘干砖;
将所述烘干砖煅烧,冷却,得到耐火砖。
可选地,所述含铝料与所述渣土材料的质量比范围为(15~45):100。
可选地,所述含铝材料为粉煤灰、赤泥、煤矸石、铝渣、铝灰、铝矾土中任意一种。
可选地,所述渣土材料为钢渣、高炉矿渣、膨润土、高岭土中任意一种。
可选地,所述废矿物油、所述垃圾焚烧飞灰、所述铝调和渣土粉的质量比范围为(0.5~5.5):(5~25):100。
可选地,所述水与所述掺油混合料的液固比为(20~40):100mL/g。
可选地,所述油掺混料砖烘干的温度范围为50~250℃,烘干时间范围为6~36小时。
可选地,所述烘干砖煅烧采用全氧焚烧炉煅烧;其中,
所述煅烧的温度范围为1400~1800℃,煅烧的时间范围为15~75分钟,全氧焚烧炉中氧含量90%~98%。
本发明的另一方面,提出一种耐火砖,根据前文记载的方法制得。
可选地,所述耐火砖常温耐压强度高于45MPa,以及,所述耐火砖的0.2MPa荷重软化温度高于1350℃。
本发明提出一种协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法及耐火砖,方法包括:将含铝料和渣土材料混合、烘干、研磨,得到铝调和渣土粉;将铝调和渣土粉、废矿物油、垃圾焚烧飞灰混合均匀,得到掺油混合料;向掺油混合料中加入水,搅拌均匀,静压成砖,得到油掺混料砖;将油掺混料砖烘干,得到烘干砖;将烘干砖煅烧,冷却,得到耐火砖。本发明实现了对废矿物油与垃圾焚烧飞灰的协同处理,处理方法简单,处理效率较高,且通过协同混掺废矿物油与垃圾焚烧飞灰改变了传统砖体坯料成分组成,以使得所制备的耐火砖常温耐压强度均大于45MPa,0.2MPa荷重软化温度均高于1350℃。
附图说明
图1为本发明一实施例的协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法的流程框图;
图2为本发明一实施例的协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护范围。
如图1和图2所示,本发明的一方面,提出一种协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法S100,包括步骤S110~S150:
S110、将含铝料和渣土材料混合、烘干、研磨,得到铝调和渣土粉。
具体地,按照质量比15~45:100混合含铝料和渣土材料,烘干、研磨成粉,得到铝调和渣土粉,其中含铝材料为粉煤灰、赤泥、煤矸石、铝渣、铝灰、铝矾土中任意一种,其中渣土材料为钢渣、高炉矿渣、膨润土、高岭土中任意一种。
需要说明的是,在含铝料和渣土材料的质量比在上述优选范围内时,所制备耐火砖常温耐压强度与0.2MPa荷重软化温度均较高。
进一步需要说明的是,在含铝料和渣土材料的质量比小于上述优选范围内时,所添加的含铝料较少,碱激发地质聚合反应及水化反应不充分,导致所制备耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均随着含铝料和渣土材料质量比减小显著降低。
仍需要说明的是,在含铝料和渣土材料的质量比大于上述优选范围内时,所添加的含铝料过量,碱激发地质聚合反应及水化反应失衡,导致所制备耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均随着含铝料和渣土材料质量比进一步增加反而显著降低。
仍需要说明的是,当含铝材料优选上述给出的粉煤灰、赤泥、煤矸石、铝渣、铝灰、铝矾土中任意一种时,所制备的耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均较高,且不同含铝材料对应形成的耐火砖的砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度较为接近,差异较小。
仍需要说明的是,当渣土材料优选上述给出的钢渣、高炉矿渣、膨润土、高岭土中任意一种时,所制备的耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均较高,且不同渣土材料对应形成的耐火砖的砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度较为接近,差异较小。
应当理解的是,上述渣土材料主要为硅酸盐,这样,通过将含铝料与渣土材料混合,形成具有活性的铝硅酸盐矿物,以使得铝调和渣土粉与步骤S120中的垃圾焚烧飞灰发生碱激发地质聚合反应,以进一步形成砖,实现对垃圾焚烧飞灰的有效利用。
S120、将所述铝调和渣土粉、废矿物油、垃圾焚烧飞灰混合均匀,得到掺油混合料。
具体地,按照质量比0.5~5.5:5~25:100混合废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉,搅拌均匀,得到掺油混合料。
需要说明的是,当废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比在上述优选范围内时,所制备耐火砖常温耐压强度与0.2MPa荷重软化温度均较高。
进一步需要说明的是,当废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比小于上述优选范围内时,所添加废矿物油和垃圾焚烧飞灰较少,碱激发地质聚合反应及水化反应不充分,导致所制备耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均随着废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比减小显著降低。
仍需要说明的是,当废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比大于上述优选范围内时,所添加的废矿物油和垃圾焚烧飞灰过量,碱激发地质聚合反应及水化反应失衡,导致所制备耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均随着废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比进一步增加反而显著降低。
在本实施方式中,通过废矿物油的加入可以加速砖中含氯物料与硅铝基物质熔融过程,同时废矿物油催化裂解产生的短碳链有机物及水蒸气可活化砖中各物料,进一步加速物料熔融反应,促进飞灰中氯盐及氯氧产物有效固定在耐火砖无定形硅铝基陶瓷晶相中,实现对废矿物油与垃圾焚烧飞灰的协同利用。
S130、向掺油混合料中加入水,搅拌均匀,静压成砖,得到油掺混料砖。
具体地,按照液固比20~40:100mL/g向掺油混合料中加入水,搅拌均匀,静压成砖,得到油掺混料砖。
S140、将油掺混料砖烘干,得到烘干砖。
具体地,在50~250℃温度条件下,将油掺混料砖烘干6~36小时,得到烘干砖。
S150、将烘干砖煅烧,冷却,得到耐火砖。
具体地,将烘干砖导入全氧焚烧炉中煅烧15~75分钟,冷却至室温,得到耐火砖,其中焚烧温度为1400~1800℃,炉中氧含量90%~98%。
在本实施方式中,利用全氧焚烧炉替代传统砖窑,实现耐火砖的制备,有效提高制备效率。
需要说明的是,当煅烧时间在上述优选范围内时,所制备耐火砖常温耐压强度与0.2MPa荷重软化温度均较高。
进一步需要说明的是,当煅烧时间小于上述优选范围内时,焚烧时间较短,废矿物油分解及物料间反应不充分,导致所制备耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均随着全氧焚烧炉煅烧时间减小显著降低。
仍需要说明的是,当煅烧时间大于上述优选范围内时,全氧焚烧炉煅烧时间过长,物相晶相掺杂加剧,导致所制备耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均随着全氧焚烧炉煅烧时间进一步增加反而显著降低。
在本实施方式中,上述制备方法的反应机理如下:向掺油混合料中加入水,搅拌过程中废矿物油吸附在垃圾焚烧飞灰和铝调和渣土粉颗粒上,同时垃圾焚烧飞灰和铝调和渣土发生碱激发地质聚合反应及水化反应,在静压作用下,硬化成砖。将烘干砖导入全氧焚烧炉,在全氧焚烧过程中焚烧飞灰中,全氧环境中富裕的氧分子可作为电子受体抑制氯化物(包括氯化钠、氯化钾、氯代羟基钙、重金属氯化物等)向氯化氢及氯气转化,同时形成氯自由基及氯氧产物。未转化的氯化物、氯自由基、氯氧产物作为催化剂促进废矿物油中有机物碳链催化分解,转化为短碳链有机物、二氧化碳、水并释放热量。废矿物油催化裂解及氧化裂解释放的热量不仅可以加速砖中含氯物料与硅铝基物质熔融过程,同时废矿物油催化裂解产生的短碳链有机物及水蒸气可活化砖中各物料,进一步加速物料熔融反应,促进飞灰中氯盐及氯氧产物有效固定在耐火砖无定形硅铝基陶瓷晶相中。
本发明不仅实现了对废矿物油与垃圾焚烧飞灰的协同处理,还同时制备得到了耐腐蚀耐火砖,处理方法简单,处理效率较高。
本发明的另一方面,提出一种耐火砖,采用前文记载的方法制得。
采用本发明方法制备的耐火砖常温耐压强度均高于45MPa,所制备耐火砖0.2MPa荷重软化温度均高于1350℃。
下面将结合几个具体实施例进一步说明协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法及耐火砖的性能:
实施例1
本示例以含铝料和渣土材料不同质量比对所制备耐火砖性能影响为例,制备方法包括如下步骤:
S1、按照质量比7.5:100、10:100、12.5:100、15:100、30:100、45:100、50:100、55:100、60:100混合含铝料和渣土材料,烘干、研磨成粉,得到铝调和渣土粉,其中含铝材料为粉煤灰,其中渣土材料为钢渣。
S2、按照质量比0.5:5:100混合废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉,搅拌均匀,得到掺油混合料。
S3、按照液固比20:100mL/g向掺油混合料中加入水,搅拌均匀,静压成砖,得到油掺混料砖。
S4、在50℃温度条件下,将油掺混料砖烘干6小时,得到烘干砖。
S5、将烘干砖导入全氧焚烧炉中煅烧15分钟,冷却至室温,得到耐火砖,其中焚烧温度为1400℃,炉中氧含量90%。
需要说明的是,本实施例对得到的耐火砖的常温耐压强度以及0.2MPa荷重软化温度作了进一步测试,其测试过程如下,结果见表1。
其中,耐火砖常温耐压强度测试:本发明制备的耐火砖常温耐压强度测试按照《粘土质耐火砖》(GB/T 34188-2017)标准执行。
0.2MPa荷重软化温度测试:本发明制备的耐火砖0.2MPa荷重软化温度测试按照《粘土质耐火砖》(GB/T 34188-2017)标准执行。
表1含铝料和渣土材料不同质量比对所制备耐火砖性能影响结果
由表1可看出,当含铝料和渣土材料质量比小于15:100时(如表1中,含铝料和渣土材料质量比=12.5:100、10:100、7.5:100时以及表1中未列举的更低比值),所添加的含铝料较少,碱激发地质聚合反应及水化反应不充分,导致所制备耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均随着含铝料和渣土材料质量比减小显著降低。
进一步地,当含铝料和渣土材料质量比等于15~45:100时(如表1中,含铝料和渣土材料质量比=15:100、30:100、45:100时),向掺油混合料中加入水,搅拌过程中废矿物油吸附在垃圾焚烧飞灰和铝调和渣土粉颗粒上,同时垃圾焚烧飞灰和铝调和渣土发生碱激发地质聚合反应及水化反应,在静压作用下,硬化成砖。
最终,含铝料和渣土材料在上述优选质量比范围内时,所制备耐火砖常温耐压强度均高于56MPa,所制备耐火砖0.2MPa荷重软化温度均高于1389℃。
更进一步地,当含铝料和渣土材料质量比大于45:100时(如表1中,含铝料和渣土材料质量比=50:100、55:100、60:100时以及表1中未列举的更高比值),所添加的含铝料过量,碱激发地质聚合反应及水化反应失衡,导致所制备耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均随着含铝料和渣土材料质量比进一步增加反而显著降低。
因此,综合而言,结合效益与成本,在本实施例中,当含铝料和渣土材料质量比等于15~45:100时,最有利于提高所制备的耐火砖性能。
实施例2
本示例以废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉不同质量比对所制备耐火砖性能影响结果为例,制备方法包括如下步骤:
S1、按照质量比45:100混合含铝料和渣土材料,烘干、研磨成粉,得到铝调和渣土粉,其中含铝材料为粉煤灰,其中渣土材料为钢渣。
S2、按照质量比0.25:5:100、0.3:5:100、0.4:5:100、0.5:2.5:100、0.5:3:100、0.5:4:100、0.5:5:100、3:5:100、5.5:5:100、0.5:15:100、3:15:100、5.5:15:100、0.5:25:100、3:25:100、5.5:25:100、5.5:27:100、5.5:29:100、5.5:30:100、6:25:100、6.5:25:100、7:25:100混合废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉,搅拌均匀,得到掺油混合料。
S3、按照液固比30:100mL/g向掺油混合料中加入水,搅拌均匀,静压成砖,得到油掺混料砖。
S4、在150℃温度条件下,将油掺混料砖烘干21小时,得到烘干砖。
S5、将烘干砖导入全氧焚烧炉中煅烧45分钟,冷却至室温,得到耐火砖,其中焚烧温度为1600℃,炉中氧含量94%。
需要说明的是,本实施例对得到的耐火砖的常温耐压强度以及0.2MPa荷重软化温度作了进一步测试,其测试过程请参考实施例1,结果见表2。
表2废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉不同质量比对所制备耐火砖性能影响结果
由表2可看出,当废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比小于0.5:5:100时(如表2中,废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比=0.4:5:100、0.3:5:100、0.25:5:100、0.5:4:100、0.5:3:100、0.5:2.5:100时以及表2中未列举的更低比值),所添加废矿物油和垃圾焚烧飞灰较少,碱激发地质聚合反应及水化反应不充分,导致所制备耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均随着废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比减小显著降低。
进一步地,当废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比等于0.5~5.5:5~25:100时(如表2中,废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比=0.5:5:100、3:5:100、5.5:5:100、0.5:15:100、3:15:100、5.5:15:100、0.5:25:100、3:25:100、5.5:25:100时),向掺油混合料中加入水,搅拌过程中废矿物油吸附在垃圾焚烧飞灰和铝调和渣土粉颗粒上,同时垃圾焚烧飞灰和铝调和渣土发生碱激发地质聚合反应及水化反应,在静压作用下,硬化成砖。
最终,当废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比在上述优选范围内时,所制备耐火砖常温耐压强度均高于59MPa,所制备耐火砖0.2MPa荷重软化温度均高于1402℃。
更进一步地,当废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比大于5.5:25:100时(如表2中,废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比=5.5:27:100、5.5:29:100、5.5:30:100、6:25:100、6.5:25:100、7:25:100时以及表2中未列举的更高比值),所添加的废矿物油和垃圾焚烧飞灰过量,碱激发地质聚合反应及水化反应失衡,导致所制备耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均随着废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比进一步增加反而显著降低。
因此,综合而言,结合效益与成本,在本实施例中,当废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉质量比等于0.5~5.5:5~25:100时,最有利于提高所制备的耐火砖性能。
实施例3
本示例以不同的全氧焚烧炉煅烧时间对所制备耐火砖性能影响为例,制备方法包括如下步骤:
S1、按照质量比45:100混合含铝料和渣土材料,烘干、研磨成粉,得到铝调和渣土粉,其中含铝材料为粉煤灰,其中渣土材料为钢渣。
S2、按照质量比5.5:25:100混合废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉,搅拌均匀,得到掺油混合料。
S3、按照液固比40:100mL/g向掺油混合料中加入水,搅拌均匀,静压成砖,得到油掺混料砖。
S4、在250℃温度条件下,将油掺混料砖烘干36小时,得到烘干砖。
S5、将烘干砖导入全氧焚烧炉中煅烧7.5分钟、10分钟、12.5分钟、15分钟、45分钟、75分钟、80分钟、85分钟、90分钟,冷却至室温,得到耐火砖,其中焚烧温度为1800℃,炉中氧含量98%。
需要说明的是,本实施例对得到的耐火砖的常温耐压强度以及0.2MPa荷重软化温度作了进一步测试,其测试过程请参考实施例1,结果见表3。
表3不同的全氧焚烧炉煅烧时间对所制备耐火砖性能影响结果
由表3可看出,当全氧焚烧炉煅烧时间小于15分钟时(如表3中,全氧焚烧炉煅烧时间=12.5分钟、10分钟、7.5分钟时以及表3中未列举的更低值),焚烧时间较短,废矿物油分解及物料间反应不充分,导致所制备耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均随着全氧焚烧炉煅烧时间减小显著降低。
进一步地,当全氧焚烧炉煅烧时间等于15~75分钟时(如表3中,全氧焚烧炉煅烧时间=15分钟、45分钟、75分钟时),将烘干砖导入全氧焚烧炉,在全氧焚烧过程中焚烧飞灰中,全氧环境中富裕的氧分子可作为电子受体抑制氯化物(包括氯化钠、氯化钾、氯代羟基钙、重金属氯化物等)向氯化氢及氯气转化,同时形成氯自由基及氯氧产物。未转化的氯化物、氯自由基、氯氧产物作为催化剂促进废矿物油中有机物碳链催化分解,转化为短碳链有机物、二氧化碳、水并释放热量。废矿物油催化裂解及氧化裂解释放的热量不仅可以加速砖中含氯物料与硅铝基物质熔融过程,同时废矿物油催化裂解产生的短碳链有机物及水蒸气可活化砖中各物料,进一步加速物料熔融反应,促进飞灰中氯盐及氯氧产物有效固定在耐火砖无定形硅铝基陶瓷晶相中。
最终,在上述优选煅烧时间范围内时,所制备耐火砖常温耐压强度均高于65MPa,所制备耐火砖0.2MPa荷重软化温度均高于1416℃。
更进一步地,当全氧焚烧炉煅烧时间大于75分钟时(如表3中,全氧焚烧炉煅烧时间=80分钟、85分钟、90分钟时以及表3中未列举的更高值),全氧焚烧炉煅烧时间过长,物相晶相掺杂加剧,导致所制备耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均随着全氧焚烧炉煅烧时间进一步增加反而显著降低。
因此,综合而言,结合效益与成本,在本实施例中,当全氧焚烧炉煅烧时间等于15~75分钟时,最有利于提高所制备的耐火砖性能。
实施例4
本示例以不同的含铝材料种类对所制备耐火砖性能影响为例,制备方法包括如下步骤:
S1、按照质量比45:100混合含铝料和渣土材料,烘干、研磨成粉,得到铝调和渣土粉,其中含铝材料为粉煤灰、赤泥、煤矸石、铝渣、铝灰、铝矾土中任意一种,其中渣土材料为钢渣。
S2、按照质量比5.5:25:100混合废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉,搅拌均匀,得到掺油混合料。
S3、按照液固比40:100mL/g向掺油混合料中加入水,搅拌均匀,静压成砖,得到油掺混料砖。
S4、在250℃温度条件下,将油掺混料砖烘干36小时,得到烘干砖。
S5、将烘干砖导入全氧焚烧炉中煅烧75分钟,冷却至室温,得到耐火砖,其中焚烧温度为1800℃,炉中氧含量98%。
需要说明的是,本实施例对得到的耐火砖的常温耐压强度以及0.2MPa荷重软化温度作了进一步测试,其测试过程请参考实施例1,结果见表4。
表4不同的含铝材料种类对所制备耐火砖性能影响结果
由表4可看出,当含铝材料为粉煤灰、赤泥、煤矸石、铝渣、铝灰、铝矾土中任意一种时,所制备的耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均较为接近,无显著变化,其耐火砖常温耐压强度在68.75-71.28MPa之间,0.2MPa荷重软化温度在1422.5-1426.1℃之间。
实施例5
本示例以不同的渣土材料种类对所制备耐火砖性能影响为例,制备方法包括如下步骤:
S1、按照质量比45:100混合含铝料和渣土材料,烘干、研磨成粉,得到铝调和渣土粉,其中含铝材料为粉煤灰,其中渣土材料为钢渣、高炉矿渣、膨润土、高岭土中任意一种。
S2、按照质量比5.5:25:100混合废矿物油、垃圾焚烧飞灰、铝调和渣土粉,搅拌均匀,得到掺油混合料。
S3、按照液固比40:100mL/g向掺油混合料中加入水,搅拌均匀,静压成砖,得到油掺混料砖。
S4、在250℃温度条件下,将油掺混料砖烘干36小时,得到烘干砖。
S5、将烘干砖导入全氧焚烧炉中煅烧75分钟,冷却至室温,得到耐火砖,其中焚烧温度为1800℃,炉中氧含量98%。
需要说明的是,本实施例对得到的耐火砖的常温耐压强度以及0.2MPa荷重软化温度作了进一步测试,其测试过程请参考实施例1,结果见表5。
表5不同的含铝材料种类对所制备耐火砖性能影响结果
由表5可看出,当渣土材料为钢渣、高炉矿渣、膨润土、高岭土中任意一种时,所制备的耐火砖常温耐压强度和0.2MPa荷重软化温度均较为接近,无显著变化,其耐火砖常温耐压强度在68.23-72.04MPa之间,0.2MPa荷重软化温度在1420.3-1425.6℃之间。
本发明提出一种协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法及耐火砖,具有以下有益效果:本发明协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法简便,工艺简单,通过协同混掺废矿物油与垃圾焚烧飞灰改变传统砖体坯料成分组成,并引入全氧焚烧炉替代传统砖窑,实现耐火砖制备。所制备的耐火砖常温耐压强度均大于45MPa,0.2MPa荷重软化温度均高于1350℃。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种协同利用废矿物油与垃圾焚烧飞灰制备耐火砖的方法,其特征在于,所述方法包括:
将含铝料和渣土材料混合、烘干、研磨,得到铝调和渣土粉;
将所述铝调和渣土粉、废矿物油、垃圾焚烧飞灰混合均匀,得到掺油混合料;
向所述掺油混合料中加入水,搅拌均匀,静压成砖,得到油掺混料砖;
将所述油掺混料砖烘干,得到烘干砖;
将所述烘干砖煅烧,冷却,得到耐火砖。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述含铝料与所述渣土材料的质量比范围为(15~45):100。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述含铝材料为粉煤灰、赤泥、煤矸石、铝渣、铝灰、铝矾土中任意一种。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述渣土材料为钢渣、高炉矿渣、膨润土、高岭土中任意一种。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述废矿物油、所述垃圾焚烧飞灰、所述铝调和渣土粉的质量比范围为(0.5~5.5):(5~25):100。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述水与所述掺油混合料的液固比为(20~40):100mL/g。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述油掺混料砖烘干的温度范围为50~250℃,烘干时间范围为6~36小时。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述烘干砖煅烧采用全氧焚烧炉煅烧;其中,
所述煅烧的温度范围为1400~1800℃,煅烧的时间范围为15~75分钟,全氧焚烧炉中氧含量90%~98%。
9.一种耐火砖,其特征在于,根据权利要求1至8任一项所述的方法制得。
10.根据权利要求9所述的耐火砖,其特征在于,所述耐火砖常温耐压强度高于45MPa,以及,所述耐火砖的0.2MPa荷重软化温度高于1350℃。
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