[发明专利]一种金属钙渣生产铝酸盐高温结合剂的方法

说明书

本发明提供一种金属钙渣生产铝酸盐高温结合剂的方法，属于新材料制备技术领域。该方法将0‑50mm不同粒度的钙渣，粉碎后，按高温结合剂的级别牌号，配一定比例的氧化铝粉，通过电熔或烧结后，冷却破碎研磨即得高温结合剂。该方法金属钙渣全部得以应用，代替了近50％的氧化铝粉和全部石灰石，不仅实现了废物综合利用，而且节省了国家矿山资源。

技术领域

本发明涉及新材料制备技术领域，特别是指一种金属钙渣生产铝酸盐高温结合剂的方法。

背景技术

目前，我国矿产资源已经过了多年的大量开采，自然资源及矿产资源短缺已成为制约可持续发展的“瓶颈”，而大量的工业尾渣堆积露天，既造成资源严重浪费，也污染环境。面对经济快速增长、资源能源短缺、生态环境恶化的严峻形势，开展工业废渣高效综合利用，是解决我国资源紧张的重要途径。

金属钙为冶金工业的主要原料，每年全国有5万吨产量，同时产生钙渣约15万吨。我国从2003年开始，进行了较大批量的金属钙生产，初期大量钙渣作为垃圾堆积路边或填沟，严重造成了环境污染。后期有人将钙渣代替部分铝矾土，同石灰石一起熔融或高温烧结，生产预熔渣，用作炼钢冶金辅料，缓解了钙渣造成的环境压力，但至今还有一些单位不了解钙渣的应用价值，仍将其当垃圾处理，造成了环境污染。

传统铝酸钙高温粘结剂的生产工艺，是以氧化铝粉和石灰石为主要原料，经高温熔融(或烧结)制得。而本发明提出以工业金属钙渣固体废弃物综合利用技术。主要以生产金属钙产生的废渣为原料，加入一定量的氧化铝粉，经高温熔融(或烧结)制得“铝酸钙高温粘结剂”系列(AI₂O₃：50％‐85％)产品。该工艺技术与传统工艺相比，金属钙渣全部得以应用，代替了近50％的氧化铝粉和全部石灰石，不仅实现了废物综合利用，节省了国家矿山资源。该工艺技术与上述提到的钙渣生产预熔渣的工艺相比，代替的是氧化铝粉，后者代替的是铝矾土，本技术产品明显提高了附加值，并节省了生产过程的大量能源。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种金属钙渣生产铝酸盐高温结合剂的方法。

该方法首先，将不同粒度的金属钙渣原料进行破碎，然后，按高温结合剂的级别牌号，在破碎后的金属钙渣中加入氧化铝粉，最后，通过电熔或烧结工艺处理，冷却后经破碎研磨得到高温结合剂。

其中，金属钙渣原料的粒度小于50mm，破碎后的金属钙渣粒度不大于5mm。

金属钙渣原料中含Al₂O₃：30％‐55％，CaO：40％‐65％。

氧化铝粉添加量为金属钙渣的10％‐70％。

电熔工艺具体为：将与氧化铝粉混匀的金属钙渣用电炉电熔，分时段出料，其中电炉电熔温度大于2000℃，电熔时间3h‐4h，出料时间间隔为3h‐5h。

烧结工艺具体为：将与氧化铝粉混匀的金属钙渣压球或压制砖坯，进入高温回转窑煅烧或进入隧道窑高温煅烧，其中，压球时，压球直径为20‐50mm，压球添加水的比例小于3％；压制砖坯时，压制强度大于0.5MPa，煅烧温度为1600℃‐1650℃，煅烧时间为4h‐5h。

上述压制砖坯后还可进入梭式窑煅烧或其他高温窑炉。

冷却为室温自然冷却，冷却后破碎研磨细度小于320目。

该方法生产的高温结合剂为Al₂O₃：50％‐85％的系列产品。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，金属钙渣代替了近50％的氧化铝粉和石灰石，金属钙渣全部利用，实现了废物综合利用，节省了国家矿山资源，提高了产品附加值，推动了科技进步。具体优点如下：