[发明专利]预熔型方坯结晶器保护渣及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金辅料技术领域，特别涉及一种预熔型方坯结晶器保护渣及其制备方法。 

背景技术

我国是世界上对能源依赖程度最高的国家之一，其中煤炭占了能源资源总量的75%左右，在国民经济中具有重要的战略地位。节约煤炭资源，对于保证国民经济的稳定发展，具有十分重要的战略意义。“十二五”期间，我国发展仍处于可以大有作为的重要战略机遇期。随着工业化、城镇化进程加快和消费结构持续升级，我国能源需求呈刚性增长，受国内资源保障能力和环境容量制约以及全球性能源安全和应对气候变化影响，资源环境约束日趋强化，“十二五”时期节能减排形势仍然十分严峻，任务十分艰巨。应充分认识做好“十二五”时期节能减排工作的重要性、紧迫性和艰巨性。确保实现“十二五”时期节能减排目标。在大多方、圆坯结晶器保护渣中固定碳含量都在10-20%范围，这些固定碳主要来源于优质焦煤经煅烧后生产的增碳剂，和石墨矿石水磨浮选后生产的高碳石墨，这两种碳质材料在生产时对大气和水资源都造成不同程度的污染，在方、圆坯保护渣原材料中属于高耗能高污染材料，也使方坯保护渣的材料成本较高。

近年来，由于钢铁行业的持续低迷，导致与钢企相关的冶金辅料产品的价格一直在下降，使得企业的发展举步维艰。主要原因是，该产品尤其是高附加值的中空颗粒预熔型结晶器保护渣生产成本高，可降价的空间相对较小。如何降低成本、发展低成本、且性能优异的保护渣产品成为冶金辅料行业技术人员亟待解决的问题。

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，平均每生产1吨氧化铝，产生1-2吨赤泥。我国作为世界第四大氧化铝厂生产国，每年赤泥排放量高达数百万吨。大量的赤泥不能充分的被利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。

赤泥的化学成分根据生产氧化铝的方法不同而相差较大，我国由于铝土矿的品位，主要采用烧结法和联合法生产，这两种生产方法所产生的赤泥成分大致相同，与拜耳法所得成分相比具有低铝低铁，而高钙高硅的特点。

赤泥优点：赤泥主要成分为氧化钙、氧化硅、氧化铝等硅酸盐化合物，刚好符合结晶器保护渣的成分要求。另外赤泥中的有害成分，如高碱性高含氟量皆为保护渣中必须添加的助溶剂，赤泥作为结晶器保护渣的原料使用具有成本低，供应量大特点。

赤泥的缺点：具有辐射性；赤泥中TiO₂ 含量较大，易生成高熔点物质，从而恶化熔渣物化性能，恶化润滑作用，且它是结晶器液面形成“冷皮”的原因之一；赤泥中氧化钙、氧化硅，氧化铝等物质所占质量百分比不规则，直接应用不利于优异性能保护渣的制备；赤泥的体密为0.67g/cm³过轻，直接影响保护渣的物化性能。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种生产成本低、环保节能的预熔型方坯结晶器保护渣及其制备方法。本发明技术方案通过对赤泥进行预处理得到以赤泥为主的预熔料，将处理后得到的预熔料应用于结晶器保护渣中，使得赤泥在结晶器保护渣原料组成中的添加量达到50%左右，实现了赤泥废物重新利用应用量的突破，且采用该预熔料制备得到的方坯保护渣成分均一，熔融性能稳定，且成本较低。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种预熔型方坯结晶器保护渣，以重量百分含量表示，所述预熔型方坯结晶器保护渣的原料组成为：预熔料 60～80%，硅灰石4～14%，萤石2～5%，碳酸钠3～8%，碳质材料4～8%，膨润土0～3%，糊精2%，石英 0～8%和碳酸锂 0～3%；

以重量百分含量表示，所述预熔料的原料组成为：赤泥60～70%，石英6～24%，方解石4～12%，粘土2～4%和硫酸钡2～8%。

根据上述的预熔型方坯结晶器保护渣，所述碳质材料为石墨和炭黑中的任一种或两种的混合物。

根据上述的预熔型方坯结晶器保护渣，所述赤泥中各种化学成分的重量百分含量为Al₂O₃ 8.0～19%，SiO₂ 16～25%，Fe₂O₃ 4.0～7.0%，CaO 28～38%，Na₂O 3.5～5.9%。

根据上述的预熔型方坯结晶器保护渣，所述石英、方解石、粘土和硫酸钡的粒度均为150～250目。

根据上述的预熔型方坯结晶器保护渣，所述预熔料的加工方法为：