[发明专利]一种SiC耐火原料粉体的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种制备SiC耐火原料的新方法，这种SiC耐火原料的粉体主要用于制备窑具、高炉炉体和铁水包内衬、有色金属冶炼坩埚、耐磨内衬等耐火制品的原材料，属于耐火材料制备技术领域。

背景技术：

改革开放以来，我国的钢铁工业发展很快，粗钢产量从1980年的约3700万吨猛增至1996年的约1亿吨，2010年，中国粗钢产量将达到6.27亿吨。与此同时耐火材料发展十分迅速，2010年全国耐火材料产量2808.06万吨。其中：致密定形耐火制品1698.92万吨；不定形耐火制品1044.74万吨。与此同时，近年来我国耐火材料产量迅速增加，质量和高性能产品方面也发展很快。2010年，全国耐火材料产量2808.06万吨。其中：致密定形耐火制品1698.92万吨；不定形耐火制品1044.74万吨。主要采用了以下两项战略措施：(1)从国外引进制造关键产品的先进生产线(技术和设备)；(2)组织科技攻关，有效地促进了产品质量升级以及高档品种的发展结果是：(1)用于现代化大型联合钢铁企业、合金钢企业和水泥回转窑的重要耐火产品已基本国内自给，此外，近几年来每年还有50-80万吨的耐火制品出口；(2)高温窑炉重要部位耐火材料的使用寿命有了显著提高，例如，MgO-C砖在氧气转炉炉衬的使用寿命从几百炉提高到几千炉，采用溅渣护炉技术时甚至可达到几万炉。

钢铁行业是耐火材料消耗的大户，据报道，2004年全国钢铁企业耐火材料消耗量约为900多万吨，用后耐火材料为400万吨左右。大量的废弃耐火材料典型的处理方式就是作为垃圾掩埋，少量被粗糙利用，没有产生高的附加值，对其处理效果和再生资源利用率很低。这不仅导致资源的浪费，同时带来环境的污染。其对环境的污染主要有以下几种方式：游离的二氧化硅粉尘引起的矽肺病，氧化锆原料的放射性，Cr⁶⁺的致癌性，耐火纤维和石棉的致癌性，沥青和树脂挥发分的污染。由此可见，若对用后耐火材料进行再生利用，不但可以实现固体废弃物资源化应用，节约国家的矿物资源和能源，大大降低耐火材料的成本和炼钢成本，同时也能显著减少环境污染。

用后耐火材料作为廉价的再生资源已得到世界各国充分认识，并在一些技术先进的国家得到了长足的发展。通过使用廉价的用后耐火材料资源，显著地提高了企业的经济效益；同时，通过减少废弃和提高资源的重复利用，不仅为绿色环保做出了贡献，也产生了显著的社会效益。随着用后耐火材料再利用技术研究的不断发展，用后耐火材料的科技含量、附加值和再利用率将迅速提高，并逐步向“零”排放目标迈进。

中国的硅石、煤炭与劳动力资源丰富，有利于大量生产硅砖，硅砖年产量现已超过30万吨。硅砖大量应用在高温耐火行业，近几年来很多焦炉、高炉和玻璃窑的建设，需要大量的硅砖。这导致了大量废弃物硅砖和用后硅砖的产生，产生了数量庞大的固体废弃物。同时对环境产生了极大的危害。如何处理数量庞大的用后硅砖，降低环境污染，实现废弃物再利用，节能减排的目标，是我国政府高度重视的问题。本研究发明着力于解决用后硅砖的再利用，实现变废为宝，消除环境污染，降低冶金等行业生产费用。采用碳热还原工艺使用后硅砖转化为SiC，作为生产耐火材料的原料。

发明内容：

本发明的目的是提供一种工艺简单、成本较低、能耗较低、物相纯度较高的SiC耐火原料粉体的制备方法。

本发明涉及一种SiC耐火原料粉体制备的新方法，其特征在于：本发明以用后硅砖和焦炭粉(或其它炭素材料如使用前后的炭块和石墨电极粉、电煅无烟煤粉、沥青粉、石油焦粉、活性炭黑)为主要原料，然后经成型(可以为干压成型、半干压成型或等静压成型，也可以将原料成型为球形颗粒或直接将配合料装在匣钵中等耐火制品中)、干燥、装窑、碳热还原烧成、冷却、破碎、粉碎、磨细等工艺过程制备出SiC耐火原料粉体。本发明所制备的SiC耐火粉体原料的主要组成成分有β-SiC和少量C、方石英以及微量硅铁，各物相β-SiC+C+SiO₂+Si₃Fe₅所占总比例大99％，其中β-SiC所占总物相比例大于95％。这种SiC耐火原料粉体主要用于窑具、高炉炉体和铁水包内衬、有色金属冶炼坩埚，耐磨内衬等耐火制品。所述用后硅砖加入量为0.1～99.0％，所述焦炭粉(或者其它碳还原剂)加入量的质量百分比为0.1～99.0％。

所述用后硅砖来自高炉冶金行业；硅砖中要求SiO₂含量百分比大于90％。