[发明专利]一种高炉水淬渣的利用方法

说明书

本发明涉及两种固体废弃物的回收利用方法。其步骤为：将高炉水淬渣和阴极炭块分别破碎和过筛，将其按一定的重量配比(1:0.5‑2)混合均匀，得到固体混合物A；将混合物A加入酸溶液B中，得到固液混合物C，将C在一定温度下搅拌4h以上，然后过滤洗涤并干燥；将干燥物在惰性气氛或者还原性气氛下加热到1450℃‑1700℃并保温3‑10h，然后降温至600‑900℃并在氧化性气氛下保温3‑8h，最后降到常温；将样品进行酸洗后即可得到碳化硅粉体。本发明所得碳化硅纯度高，粒径小,具有良好的工业应用价值。同时，以高炉水淬渣和废旧阴极炭块为原料，对有效降低两种固体废弃物的环境污染以及资源回收综合利用具有积极的意义。

技术领域

本发明涉及一种高炉水淬渣的利用方法，尤其涉及两种固体废弃物(炼铁高炉水淬渣和铝电解槽废旧阴极炭块)的回收利用方法。

背景技术

高炉水淬渣即高炉在炼铁时由矿石中脉石、燃料中的灰分和熔剂中的非挥发组分和其它一些不能进入生铁中的杂质组成的一种易熔混合物，经过水淬得到的弃渣。其主要成分有SiO2、C、Al₂O₃，其中SiO2、C的含量达到60％以上。2016年我国钢铁产量超过2.5亿吨，年产高炉渣接近8000万吨，同时，目前渣场积存的高炉渣已超过1亿吨，冶金企业每年由于弃渣耗用的资金就高达上千万元，占用大量的空间资源和影响地下水PH值，引发灰尘天气。

目前对高炉水淬渣的处理方式中：CN 1O5671225A中利用高炉水淬渣和转炉渣综合利用，酸浸溶解最后得到硅胶；CN 106587634A中提出利用熔融炉渣，加入纯碱、碳酸钾、氧化锌、磷酸二氢氨等辅料，制备得到斑纹微晶玻璃的方法；CN 106630648A利用熔融高炉渣、玻璃和发泡剂制备得到发泡玻璃；CN10585867OA提出将高炉水淬渣磨碎，在高压釜碱液中水热反应制备得到水合二氧化硅；CN 106587668A以高炉水淬渣以纯物理的方法制作为地基空穴填充料；CN 104609749A中以高炉水淬渣、生石灰和纯石膏制作填充凝胶材料；此外还有以高炉水淬渣制作水泥、混泥土掺合料和合成托贝莫来石的研究。

铝电解废旧阴极炭块主要成分为炭，另外包括冰晶石、氟化钠、氰化物、氟化钙等杂质，是铝电解槽底部的炭阴极受到高温熔盐、电解质、铝液的持续冲刷和侵蚀后产生的。每生产一吨铝，排放约10Kg的废阴极，按照我国目前电解铝产能来计算，每年废阴极炭块的排放量超过30万吨。其中可溶氟化物和氰化物是的废旧阴极炭块严重威胁环境安全和生态平衡而被列为危险固体废弃物。

目前的高炉渣处理方式，大多只是将其简单处理，如作为填充料；或将其制成水泥、玻璃、凝胶材料等低端产品；而废旧阴极炭块的可溶氟和氰会渗入地下水系统，严重破坏生态环境，给饮水安全带来严重威胁。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足之处，提供一种高炉水淬渣的利用方法。以高炉水淬渣和铝电解废旧阴极炭块为原料制备碳化硅，解决了“双废”污染问题，而且将其资源回收利用，创造出工业价值。

本发明一种高炉水淬渣的利用方法，包括下述步骤：

取高炉水淬渣、废旧阴极炭块分别破碎；过300目筛、优选为过400目筛；按质量比，高炉水淬渣：废旧阴极炭块小于等于5、优选为1:(0.5-2)、进一步优选为1:1-2取筛下物，混合均匀；得到混合物A；

步骤二

按质量比，混合物A：溶液B＝1:5-10，将步骤一所得混合物A置于溶液B中，在70-90℃以上搅拌至少4h，过滤，洗涤滤渣；洗涤后的滤渣经干燥处理后，得到备用滤渣；所述溶液B为酸溶液；

步骤三

将步骤二所得备用滤渣置于石英坩埚内；在惰性或者还原性气氛下加热至1400-1600℃、优选为1450-1480℃，并在最高温保温3-10h，然后降温至600-900℃并在氧化气氛下保温3-8h，再降温到常温后酸洗后即可得到碳化硅粉体。