[发明专利]一种利用冶炼铬渣生产大型铜冶炼窑炉衬砖的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用冶炼铬渣生产大型铜冶炼窑炉衬砖的方法。

背景技术

随着国家对环境的重视，人们对三废的排放要求更加严格。企业对所排放的固体废弃物经处理、回收再利用，不仅能够带来巨大的经济效益，更符合友好环境生产。

铬刚玉耐火材料产品适用于有色冶炼窑炉，特别是适合铜冶金大型窑炉内衬使用。目前，铬刚玉制品的生产方法只有两种，一是用棕刚玉、冶炼铬渣与铬矿直接烧成方法；第二种是用电熔镁铬砂再结合方法。

铝热法生产金属铬产生大量的固体废弃物冶炼铬渣，冶炼铬渣含有Al₂O₃和Cr₂O₃的固熔体，其中Al₂O₃+Cr₂O₃质量百分含量一般大于95％，其中，含有质量百分比8％～16％的氧化铬以及少量的Na₂CrO₄、CaO、Fe₂O₃、Na₂O、K₂O和SiO₂杂质，Na₂CrO₄是可溶性铬盐，含有的Cr(VI)是国家禁排的一类危险废物。

发明内容

本发明提供了一种利用冶炼铬渣生产大型铜冶炼窑炉衬砖的方法，以冶炼铬渣为原料生产铬刚玉材料，成本低廉，解决了铬渣排放问题，实现了资源再利用，工艺合理；生产的铬刚玉砖，应用范围广，使用寿命长，产品档次高，适合工业化生产。

本发明的技术方案是：

一种利用冶炼铬渣生产大型铜冶炼窑炉衬砖的方法，其具体步骤如下：

a.原材料及加工

取冶炼铬渣块料，将冶炼铬渣块料进行破碎至粒度为10mm以下；取还原剂石油焦进行破碎至粒度为10mm以下；

b.混合均化

将破碎后的冶炼铬渣和破粹后的石油焦按照质量比100:1～100:3混合均匀，送到干燥窑中烘干至水分≤0.5％，得到混合干料；

c.高温冶炼

将混合干料加入到三相电弧炉中冶炼，温度控制在2000℃～2200℃，冶炼时间控制在8h～12h，高温冶炼后，冶炼铬渣中的金属铬、中间价态氧化铬被石油焦还原为碳化铬沉降至电弧炉炉缸底部，冶炼铬渣中的Al₂O₃、Cr₂O₃经高温熔炼成铬刚玉相在电弧炉炉缸上部，降温冷却固化；

d.铬刚玉材料加工

将炉缸上部的铬刚玉相进行拣选，去除渣皮和带有气孔的疏松料后，得到铬刚玉料，进行破碎、粉磨，得到粒度为0-1mm、1-3mm、3-5mm的铬刚玉颗粒料和细度为180～200目的铬刚玉粉；

e.配料

按重量百分比含量计，进行配料；

骨料：粒度为0-1mm铬刚玉颗粒料11％～14％，粒度为1-3mm铬刚玉颗粒料24％～27％，粒度为3-5mm铬刚玉颗粒料28％～32％；

基质：180目～200目的铬刚玉粉8％～12％，200目的铬矿粉12％～20％，325目的脱硅锆粉3％～5％，2μm～5μm的活性氧化铝粉0.5％～3％，500目的氧化钛粉0.5％～2％；

f.混料及困料

将步骤e配制的骨料与磷酸混合，磷酸的加入量占骨料和基质总质量的3％～4.5％，混炼5分钟～8分钟，加入骤e配制的基质，再混炼10分钟～20分钟，得到混合料，困料50小时～70小时；

g.成型

将困料后的混合料加入磷酸二氢铝进行二次混炼，磷酸二氢铝的加入量占骨料和基质总质量的1％～2％，二次混炼时间为15分钟～20分钟，压制成型，在80℃～100℃烘干48小时～72小时；

h.高温烧成

烘干后的砖坯在1650℃～1750℃烧制10小时～20小时，得到冶炼窑炉衬砖。

所述冶炼铬渣中Al₂O₃的质量含量为70％～84％、Cr₂O₃的质量含量为8％～16％、Na₂O的质量含量为1.5％～3％、CaO的质量含量为0.6％～1.1％。

所述石油焦中含C的质量含量为98％～99％，灰分质量含量≤0.5％。