[发明专利]利用铬铁渣制备瓷球的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金固废利用领域，具体而言，本发明涉及利用铬铁渣制备瓷球的系统和方法。

背景技术

氧化铝瓷球具有耐高温高压，吸水率低，机械强度高、化学性能稳定的特点，广泛应用于石油、化工、环保等行业。目前氧化铝惰性瓷球是采用工业氧化铝粉为主要原料，加入粘结剂和烧结助剂经配料、成型和高温烧成制成的，常规的瓷球生产以高品位的氧化铝为原料，生产成本高。原料必须进过细磨，能耗高；然后经过成型，高温烧结，生产流程长，能耗高。

中国已连续多年成为世界上最大的不锈钢生产国和消费国，每年需要生产大量的铬铁合金，2016年，中国高碳铬铁产量为423.12万吨，每生产1t铬铁就有1～1.2t废渣产生，即新生铬铁渣约423～508万吨，铬铁渣质地坚硬，具有一定的强度和硬度，主要成分为SiO₂、Al₂O₃、MgO以及少量以铬铁矿形式存在的铬和铁的氧化物，主要矿物相为镁橄榄石、镁铝尖晶石、顽辉石以及少量未完全反应的铬铁矿。目前我国积存的废渣基本上都是经过简单处理后拉到堆场堆放，既占用土地资源，又容易造成环境污染，因此废渣的处理问题迫在眉睫，有必要对其进行减量化、资源化和高价值综合利用研究。

然而，现有的处理铬铁渣的手段仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出利用铬铁渣制备瓷球的系统和方法。该系统以熔融态铬铁渣和废弃氧化铝物料为原料制备瓷球，可充分利用铬铁渣的显热，节能降耗效果显著，实现了铬铁渣和废弃氧化铝物料的资源化、无害化利用。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种利用铬铁渣制备瓷球的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：混料装置，所述混料装置具有熔融铬铁渣入口、氧化铝物料入口和混合熔渣出口；粒化装置，所述粒化装置具有混合熔渣入口和第一球粒出口，所述混合熔渣入口与所述混合熔渣出口相连；固结装置，所述固结装置具有第一球粒入口和第二球粒出口，所述第一球粒入口与所述第一球粒出口相连；筛分装置，所述筛分装置具有第二球粒入口和瓷球产品出口，所述第二球粒入口与所述第二球粒出口相连。

根据本发明实施例的利用铬铁渣制备瓷球的系统，通过将熔融铬铁渣和废弃氧化铝物料供给至混料装置中进行混合，以便利用废弃氧化铝物料对熔渣进行调质，提高熔渣中的Al₂O₃含量，得到混合熔渣；进而将混合熔渣供给至粒化装置中进行粒化处理，将得到的第一球粒供给至固结装置中固结处理，得到晶型结构均匀稳定，且具有一定强度的第二球粒；第二球粒经冷却、抛光后，进入筛分装置中筛分得到适宜粒度的成品瓷球。本发明的系统以冶金固废铬铁渣和废弃氧化铝物料为原料制备瓷球，相对于传统工艺不仅可以降低原料成本50～80％，而且解决了铬铁渣堆存占用土地、污染环境的问题；通过利用熔融铬铁渣的显热和潜热，无需消耗能量将物料再次升温熔化、焙烧，且省去传统工艺中的细磨工序，有效降低了粉尘污染，改善了工作环境。本发明制备得到的瓷球晶粒均匀、强度高、物化性能稳定，由此，本发明的系统实现了冶金固废铬铁渣的资源化、无害化利用。

另外，根据本发明上述实施例的利用铬铁渣制备瓷球的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述粒化装置具有内层转筒和套设在所述内层转筒外的外层转筒，所述外层转筒的进料端封闭、出料端敞开，所述外层转筒和所述内层转筒的进料端平齐，所述外层转筒的出料端突出所述内层转筒的出料端；所述内层转筒的进料端设置有混合熔渣入口，所述内层转筒的出料端通过多个圆孔与外界相连通，所述外层转筒的出料端设置有第一球粒出口。由此，可以将混合熔渣供给至粒化装置内层转筒内，随着内层转筒的高速转动，熔渣从内层转筒出料端的圆孔逸出，滴落的熔渣在下降过程中与空气接触并降温固化，落入转动的外层转筒中并形成较为规则的圆球状第一球粒。

在本发明的一些实施例中，所述外层转筒与水平面的夹角为1～5度。由此，可以进一步有利于第一球粒的出料。

在本发明的一些实施例中，所述外层转筒的直径为所述内层转筒直径的2～8倍，所述外层转筒的长度为所述内层转筒长度的3～10倍。