以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料及其制備方法。其技術(shù)方案是：將聚氯化鋁廢渣、含鋁原料和添加劑混合，加水，攪拌，靜置，過濾，即得過濾料。再將過濾料、城市污泥、煉銅廢渣、表面活性劑和含鋁溶液混勻，球磨，即得料漿。然后將剛玉細粉、過濾料和含鋁原料混勻，成型，還原氣氛下熱處理，真空浸漬，中性氣氛下熱處理，破碎，研磨，篩分，即得粒度不同的A物料和B物料。最后將剛玉顆粒、剛玉細粉、A物料、B物料、料漿、硅粉、結(jié)合劑和含碳原料混合，攪拌，制得以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料。本發(fā)明原料來源廣泛、生產(chǎn)成本低和環(huán)境友好；制備的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料抗侵蝕性好和使用壽命長。
【專利說明】
以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于鐵溝澆注料技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐出鐵溝是高溫鐵水和熔渣流經(jīng)的通道。隨著高爐向大型化發(fā)展，高爐的通鐵量增加、通鐵時間延長和出鐵間隔時間短，對高爐出鐵溝用料提出了更加苛刻的要求，如要求高爐鐵溝料使用安全、抗侵蝕和長壽化等。為滿足這些要求，高爐鐵溝料的成本也相應(yīng)增加。
[0003]聚氯化鋁廢渣是鋁礬土和鋁酸鈣粉在一定條件下和鹽酸或混合酸反應(yīng)得到液體聚合氯化鋁(PAC)后，殘余固體形成的廢渣。我國年產(chǎn)400kt液體PAC，每生產(chǎn)It含10%氧化鋁的液體PAC就會產(chǎn)生150kg廢渣，每年將會產(chǎn)生60kt固體廢渣。此類廢渣呈粘稠狀，具弱酸性，對環(huán)境有極大危害。目前，國內(nèi)外對PAC廢渣的主要處理方式是填埋、堆棄、制磚或肥料等。而填埋和堆棄等方式不僅處理成本高，且污染環(huán)境，也占用土地資源。“一種以聚氯化鋁廢渣和赤泥為主料的免燒磚及其制備方法”(ZL 201310486365.5)專利技術(shù)，以赤泥、聚合氯化鋁廢渣、活性礦物材料、石灰和石膏為原料，經(jīng)加水?dāng)嚢杌旌?、壓制成型和撒水養(yǎng)護制得免燒磚?！耙环N聚氯化鋁濾渣再利用工藝” (CN 201410572881.4)專利技術(shù)，以聚合氯化鋁濾渣為原料，回用于聚氯化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)，減少了濾渣的排放量。然而，上述技術(shù)并沒有充分利用PAC廢渣進行綜合開發(fā)利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，目的是提供一種來源廣泛、生產(chǎn)成本低和環(huán)境友好的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料的制備方法，用該方法制備的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料抗侵蝕性好和使用壽命長。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案的具體步驟是:
第一步、先將20?50wt%的聚氯化鋁廢渣、40?70wt%的含鋁原料和0.1?10wt%的添加劑混合，得到混合料;外加所述混合料8?15倍質(zhì)量的水，在50?90°C條件下攪拌3?6小時，靜置，過濾，即得過濾料。
[0006]第二步、將30?50￥七％的所述過濾料、10~30wt%的城市污泥、I?10￥七％的煉銅廢渣、I?10被％的表面活性劑和20?40wt%的所述含鋁溶液混合均勻，球磨，即得料漿。
[0007]第三步、將50?70wt°/c^剛玉細粉、10?30wt°/c^所述過濾料和10?20wt°/c^所述含鋁原料混合均勻，在50?10MPa條件下壓制成型，在還原氣氛和900?1200°C條件下保溫3~6小時;再置于所述料漿中真空浸漬3?6小時，然后在中性氣氛和1200?1500 °C條件下熱處理3?6小時，破碎，研磨，篩分，即得粒度小于0.088mm的A物料和粒度為0.088?Imm的B物料。
[0008]第四步、將30?50wt°/i^剛玉顆粒、1?20￥七％的所述剛玉細粉、10?20wt°/c^所述A物料、10?20wt%的所述B物料、l~10wt%的所述料楽、0.I?2wt%的娃粉、I?5wt%的結(jié)合劑和I?5被%的含碳原料混合，攪拌均勻，制得以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料。
[0009]所述聚氯化鋁廢渣的Al2O3含量大于30wt%，聚氯化鋁廢渣的粒度小于0.088mm，聚氯化鋁廢渣的含水量小于30wt%。
[0010]所述城市污泥:Si02含量大于30wt%，F(xiàn)e203含量小于6wt%，Al203含量大于10wt%J；f述城市污泥的含水量小于10wt%。
[0011]所述煉銅廢渣中CaO與MgO的含量之和小于4wt%，煉銅廢渣的粒度小于0.088mm;所述表面活性劑為椰油酸二乙醇酰胺或為烷基糖苷。
[0012]所述含鋁原料為氫氧化鋁或為氧化鋁微粉，其中:氫氧化鋁中Al(OH)3的含量大于99wt%，氧化鋁微粉中Al2O3的含量大于99wt%，含鋁原料的粒度小于0.088mm。
[0013]所述真空浸漬的真空度為0.01-0.06MPa。
[0014]所述添加劑為山梨糖醇或為羥基硬脂精。
[0015]所述含鋁溶液為鋁溶膠或為聚氯化鋁的水溶液，所述含鋁溶液的濃度為25?30wt%o
[0016]所述還原氣氛為氫氣氣氛或為一氧化碳氣氛。
[0017]所述中性氣氛為氮氣氣氛或為氬氣氣氛。
[0018]所述剛玉為棕剛玉或為板狀剛玉，所述剛玉中Al2O3的含量大于96wt%;所述剛玉顆粒的粒度為I?8mm，所述剛玉細粉的粒度小于0.088mm。
[0019]所述結(jié)合劑為鋁酸鹽水泥或為硅溶膠。
[0020]所述含碳原料為球瀝青或為炭黑。
[0021]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
本發(fā)明所采用的原料來源廣泛，生產(chǎn)成本低;尤其是對聚氯化鋁廢渣、城市污泥和煉銅廢渣的資源化利用，不僅變廢為寶，且環(huán)境友好，同時亦能顯著降低生產(chǎn)成本。
[0022]本發(fā)明通過對各步驟中的氣氛、原料粒度、壓制成型和熱處理等工序的嚴格控制，既有利于不同原料顆粒的均化及各種原料顆粒之間的緊密接觸，也為微結(jié)構(gòu)的形成提供了合理空間，因而所制備的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料抗侵蝕性高。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)方案制備的鐵溝澆注料相比，使用壽命和抗侵蝕性好。
[0023]本發(fā)明制備的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料經(jīng)檢測:IlOtC烘干抗折強度大于I IMPa，1450 0C X 3h燒后抗折強度大于14MPa，1450 °C X 3h燒后線變化率為-0.3%?
0.3% ο
[0024]因此，本發(fā)明原料來源廣泛、生產(chǎn)成本低和環(huán)境友好;制備的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料抗侵蝕性好和使用壽命長。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的描述，并非對其保護范圍的限制。
[0026]為避免重復(fù)，先將本【具體實施方式】所涉及的技術(shù)參數(shù)統(tǒng)一描述如下，實施例中不再贅述:
所述聚氯化鋁廢渣的Al2O3含量大于30wt%，聚氯化鋁廢渣的粒度小于0.088mm，聚氯化鋁廢渣的含水量小于30wt%。
[0027]所述城市污泥:Si02含量大于30wt%，F(xiàn)e203含量小于6wt%，Al203含量大于10wt%J；f述城市污泥的含水量小于10wt%。
[0028]所述煉銅廢渣中CaO與MgO的含量之和小于4wt%，煉銅廢渣的粒度小于0.088mm。
[0029]所述氫氧化鋁中Al(OH)3的含量大于99wt%，所述氧化鋁微粉中Al2O3的含量大于99wt%0
[0030]所述真空浸漬的真空度為0.01-0.06MPa。
[0031 ]所述含鋁溶液的濃度為25?30wt%。
[0032]所述剛玉中AI2O3的含量大于96wt%;K述剛玉顆粒的粒度為I?8mm，所述剛玉細粉的粒度小于0.088mm。
[0033]實施例1
一種以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料及其制備方法。所述制備方法的具體步驟是:
第一步、先將20~35wt%的聚氯化鋁廢渣、55?70wt%的含鋁原料和0.1?10wt%的添加劑混合，得到混合料;外加所述混合料8?13倍質(zhì)量的水，在50?80°C條件下攪拌3~6小時，靜置，過濾，即得過濾料。
[0034]第二步、將30?40?丨％的所述過濾料、20~30wt%的城市污泥、I?10?丨％的煉銅廢渣、I?10被％的表面活性劑和20?40wt%的所述含鋁溶液混合均勻，球磨，即得料漿。
[0035]第三步、將50?60wt°/c^剛玉細粉、20?30wt°/c^所述過濾料和10?20wt°/c^所述含鋁原料混合均勻，在50?10MPa條件下壓制成型，在還原氣氛和900?1100°C條件下保溫3~6小時;再置于所述料漿中真空浸漬3~6小時，然后在中性氣氛和1200?1400 °C條件下熱處理3~6小時，破碎，研磨，篩分，即得粒度小于0.088mm的A物料和粒度為0.088?Imm的B物料。
[0036]第四步、將30?40?丨％的剛玉顆粒、15?20?丨％的所述剛玉細粉、10?20?丨％的所述A物料、10?20wt%的所述B物料、l~10wt%的所述料楽、0.I?2wt%的娃粉、I?5wt%的結(jié)合劑和I?5被%的含碳原料混合，攪拌均勻，制得以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料。
[0037]本實施例中:
所述表面活性劑為椰油酸二乙醇酰胺；
所述含鋁原料為氫氧化鋁；
所述添加劑為山梨糖醇；
所述含鋁溶液為鋁溶膠；
所述還原氣氛為氫氣氣氛；
所述中性氣氛為氮氣氣氛；
所述剛玉為棕剛玉；
所述結(jié)合劑為鋁酸鹽水泥；
所述含碳原料為球瀝青。
[0038]實施例2
一種以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料及其制備方法。除下述物料外，其余同實施例1:
所述表面活性劑為烷基糖苷；
所述含鋁原料為氧化鋁微粉；
所述添加劑為羥基硬脂精； 所述含鋁溶液為聚氯化鋁的水溶液；
所述還原氣氛為一氧化碳氣氛；
所述中性氣氛為氬氣氣氛；
所述剛玉為板狀剛玉；
所述結(jié)合劑為硅溶膠；
所述含碳原料為炭黑。
[0039]實施例3
一種以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料及其制備方法。所述制備方法的具體步驟是:
第一步、先將35?50wt%的聚氯化鋁廢渣、40?55wt%的含鋁原料和0.1?10wt%的添加劑混合，得到混合料;外加所述混合料1?15倍質(zhì)量的水，在60?90 °C條件下攪拌3~6小時，靜置，過濾，即得過濾料。
[0040]第二步、將40?50wt°/i^所述過濾料、10?20wt%的城市污泥、I?10￥七％的煉銅廢渣、I?10被％的表面活性劑和20?40wt%的所述含鋁溶液混合均勻，球磨，即得料漿。
[0041 ] 第三步、將60?70wt°/c^剛玉細粉、10?20wt°/c^所述過濾料和10?20wt°/c^所述含鋁原料混合均勻，在50?10MPa條件下壓制成型，在還原氣氛和1000?1200 °C條件下保溫3~6小時;再置于所述料漿中真空浸漬3~6小時，然后在中性氣氛和1300?1500 °C條件下熱處理3~6小時，破碎，研磨，篩分，即得粒度小于0.088mm的A物料和粒度為0.088?Imm的B物料。
[0042]第四步、將40?50wt°/i^剛玉顆粒、1?1所述剛玉細粉、10?20wt°/c^所述A物料、10?20wt%的所述B物料、l~10wt%的所述料楽、0.I?2wt%的娃粉、I?5wt%的結(jié)合劑和I?5被%的含碳原料混合，攪拌均勻，制得以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料。
[0043]本實施例中:
所述表面活性劑為烷基糖苷；
所述含鋁原料為氧化鋁微粉；
所述添加劑為羥基硬脂精；
所述含鋁溶液為聚氯化鋁溶液；
所述還原氣氛為一氧化碳氣氛；
所述中性氣氛為氬氣氣氛；
所述剛玉為板狀剛玉；
所述結(jié)合劑為硅溶膠；
所述含碳原料為炭黑。
[0044]實施例4
一種以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料及其制備方法。除下述物料外，其余同實施例3:
所述表面活性劑為椰油酸二乙醇酰胺；
所述含鋁原料為氫氧化鋁或；
所述添加劑為山梨糖醇；
所述含鋁溶液為鋁溶膠；
所述還原氣氛為氫氣氣氛； 所述中性氣氛為氮氣氣氛；
所述剛玉為棕剛玉；
所述結(jié)合劑為鋁酸鹽水泥；
所述含碳原料為球瀝青。
[0045]
本【具體實施方式】與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下積極效果:
本【具體實施方式】所采用的原料來源廣泛，生產(chǎn)成本低;尤其是對聚氯化鋁廢渣、城市污泥和煉銅廢渣的資源化利用，不僅變廢為寶，且環(huán)境友好，同時亦能顯著降低生產(chǎn)成本。
[0046]本【具體實施方式】通過對各步驟中的氣氛、原料粒度、壓制成型和熱處理等工序的嚴格控制，既有利于不同原料顆粒的均化及各種原料顆粒之間的緊密接觸，也為微結(jié)構(gòu)的形成提供了合理空間，因而所制備的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料抗侵蝕性高。本【具體實施方式】與現(xiàn)有技術(shù)方案制備的鐵溝澆注料相比，使用壽命和抗侵蝕性好。。
[0047]本【具體實施方式】制備的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料經(jīng)檢測:IlOtC烘干抗折強度大于1謂?&，14501€\311燒后抗折強度大于1410^，14501€\311燒后線變化率為-0.3%?0.3%。
[0048]因此，本【具體實施方式】原料來源廣泛、生產(chǎn)成本低和環(huán)境友好;制備的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料抗侵蝕性好和使用壽命長。
【主權(quán)項】
1.一種以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述制備方法的步驟是: 第一步、先將20?50wt%的聚氯化鋁廢渣、40?70wt%的含鋁原料和0.1?10wt%的添加劑混合，得到混合料;外加所述混合料8?15倍質(zhì)量的水，在50?90°C條件下攪拌3~6小時，靜置，過濾，即得過濾料； 第二步、將30?50wt°/i^所述過濾料、10?30wt%的城市污泥、I?10￥七％的煉銅廢渣、I?10被％的表面活性劑和20?40wt%的所述含鋁溶液混合均勻，球磨，即得料漿； 第三步、將50?70?丨％的剛玉細粉、1?30?丨％的所述過濾料和10?20?丨％的所述含鋁原料混合均勻，在50?10MPa條件下壓制成型，在還原氣氛和900?1200°C條件下保溫3~6小時;再置于所述料漿中真空浸漬3~6小時，然后在中性氣氛和1200?1500 °C條件下熱處理3~6小時，破碎，研磨，篩分，即得粒度小于0.088mm的A物料和粒度為0.088?Imm的B物料； 第四步、將30?50￥七％的剛玉顆粒、1?20wt°/i^所述剛玉細粉、1?20wt°/i^所述A物料、1?20wt%的所述B物料、l~10wt%的所述料楽、0.1?2wt%的娃粉、I?5wt%的結(jié)合劑和I?5wt%的含碳原料混合，攪拌均勻，制得以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料； 所述聚氯化鋁廢渣的Al2O3含量大于30wt%，聚氯化鋁廢渣的粒度小于0.088mm，聚氯化鋁廢渣的含水量小于30wt%; 所述含鋁原料為氫氧化鋁或為氧化鋁微粉，其中:氫氧化鋁中Al (OH)3的含量大于99wt%，氧化鋁微粉中Al2O3的含量大于99wt%，含鋁原料的粒度小于0.088mm; 所述城市污泥= S12含量大于30wt%，F(xiàn)e203含量小于6wt%，Al203含量大于10wt%，所述城市污泥的含水量小于10wt% ； 所述煉銅廢渣中CaO與MgO的含量之和小于4wt%，煉銅廢渣的粒度小于0.088mm; 所述表面活性劑為椰油酸二乙醇酰胺或為烷基糖苷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述真空浸漬的真空度為0.01-0.06MPa。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述添加劑為山梨糖醇或為羥基硬脂精。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述含鋁溶液為鋁溶膠或為聚氯化鋁的水溶液，所述含鋁溶液的濃度為25?30wt%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述還原氣氛為氫氣氣氛或為一氧化碳氣氛。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述中性氣氛為氮氣氣氛或為氬氣氣氛。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述剛玉為棕剛玉或為板狀剛玉;所述剛玉中Al2O3的含量大于96wt%;所述剛玉顆粒的粒度為I?8mm，所述剛玉細粉的粒度小于0.088mm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述結(jié)合劑為鋁酸鹽水泥或為硅溶膠。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料的制備方法，其特征在于所述含碳原料為球瀝青或為炭黑。10.—種以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料，其特征在于所述的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料是根據(jù)權(quán)利要求1?9項中任一項所述的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料的制備方法所制備的以聚氯化鋁廢渣為主要原料的鐵溝澆注料。
【文檔編號】C04B35/66GK106083107SQ201610581549
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月22日 公開號201610581549.3, CN 106083107 A, CN 106083107A, CN 201610581549, CN-A-106083107, CN106083107 A, CN106083107A, CN201610581549, CN201610581549.3
【發(fā)明人】王洪紅, 劉浩, 王周福, 王璽堂, 馬妍
【申請人】武漢科技大學(xué)