[发明专利]一种利用铝电解废碳化硅生产脱氧剂的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及铝电解废碳化硅回收利用技术领域，主要涉及铝电解大修过程排放的不包括废炭质材料的废碳化硅的无害化利用方法，具体涉及一种利用铝电解废碳化硅生产用于炼钢的脱氧剂的方法。

 

背景技术

电解铝厂排放的固体废物主要是铝电解废槽内衬，废槽内衬主要组成为：阴极炭块、保温砖、废碳化硅、耐火砖、耐火粉（干式防渗料）、耐火灰浆及绝热板等。该废槽内衬含有大量的可溶氟化物、氰化物，属于危险废物，是电解铝厂造成环境污染的主要因素之一。且该废槽内衬数量较大，2005年底国内原铝产量达到780万吨，约产生铝电解槽废槽内衬180千吨。

目前我国大部分电解铝厂对铝电解废槽内衬的污染问题还没有解决，较多采用防渗填埋处理，但填埋处理又污染土壤，并且随雨水渗入地下污染地下水；个别电解铝企业研究湿法技术处理废槽内衬，但湿法技术存在容易造成二次污染、设备腐蚀严重和处理不彻底的弊端，即防渗填埋和湿法技术都不能实现废槽内衬的无害化处理和资源化利用。

近年来出现的干法无害化处理废槽内衬技术在无害化处理方面取得一定突破，该技术主要是以石灰或石灰石为反应剂，以含二氧化硅的物料为添加剂，通过焙烧处理废槽内衬，尾气经净化处理，使有害物质氟化物和氰化物达标排放。但处理后的铝电解槽废内衬无法成为有价值的原料或资源，仅能作为廉价的铺路材料利用，且火法无害化处理成本较高，处理一吨废内衬需960元左右。

电弧炉炼钢操作中，通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。这段期间的主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。为提高钢的质量，缩短冶炼时间，简化工艺过程并降低生产成本，多数情况下脱氧和合金化是同时进行的，加入钢中的脱氧剂一部分消耗于钢的脱氧，转化为脱氧产物排出；另一部分则为钢水所吸收，起合金化作用。常用的脱氧剂有Fe-Mn，Fe-Si，Mn-Si，Ca-Si等合金。吹炼终点时，钢液中含硅量极低，为达到各钢号对硅含量的要求，必须以合金料形式加入一定量的硅，此过程称为增硅；所加入的硅除了用作脱氧剂消耗部分外，还使钢液中的硅增加。增硅量要经过准确计算，不可超过吹炼钢种所允许的范围。

 

发明内容

本发明的目的是提供一种铝电解废碳化硅的有效利用方法，且在利用过程中采取无害化处理措施，有效解决铝电解废碳化硅的污染问题，实现固体废物的资源化利用。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的:

本发明使用的铝电解废碳化硅，涉及电解铝生产过程中电解槽大修产生的废碳化硅，主要指铝电解槽侧部碳化硅砖；废碳化硅含硅成分高，较好利用；但侧部碳化硅硬度密度大，一般不用于制造保温材料。

本发明的铝电解废碳化硅生产脱氧剂的方法，是通过以下步骤实现的：

a、分拣分离:将大修的铝电解槽废碳化硅与其它废耐火材料分拣开，再用机械切除或挤压办法去掉废碳化硅表面腐蚀部分；

b、破碎:将分离后的废碳化硅破碎，再进行细碎；

c、无害化:将步骤a中分离的腐蚀废碳化硅送无害化系统进行处理；

d、配料混料:将细碎后的碳化硅粉加水和膨润土搅拌均匀；

e、成球:将混配好的碳化硅物料送入团球机制成的小球。

f、养护:将制成的小球自然养护4～7天,即为脱氧剂。

进一步的，将废碳化硅细碎至粒度为100～200目的细粉。

进一步的，加入的水占总料质量的10～20%。

进一步的，加入的膨润土占总料质量的1～5%。

更进一步的，送入团球机制成的小球直径为Ф2～4mm。

本发明制成的脱氧剂主成份有效利用铝电解槽废弃的碳化硅，一是解决了废弃的碳化硅污染问题，二是使废弃的碳化硅得到充分的利用，且利用成本低廉，但生产出的每吨脱氧剂比同类碳化硅脱氧剂节约2000元。如用于炼钢过程，可使年产500万吨的钢铁生产企业节约成本3000万元以上。

具体实施方式

将除去腐蚀部分的铝电解废碳化硅800千克，先后采用颚式破碎机、雷蒙磨或球磨机破碎至100～200目的细粉；加入150千克水和20千克的膨润土。将上述物料采用搅拌机混料，保障混料均匀；同时将腐蚀的小部分废碳化硅送无害化处理系统,需说明的是，本实施例提到的无害化处理系统涉及本申请人另外独立的专利技术，且不影响本发明创造技术方案的实施，因此不做详细介绍。然后采用团球机制成Ф2～4mm碳化硅小球，自然养护7天，生产出碳化硅小球950千克。