[发明专利]一种基于隧道窑脱硫固废回收料作为矿化剂的硅砖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于隧道窑脱硫固废回收料作为矿化剂的硅砖及其制备方法，以硅砖隧道窑产生废石灰粉固体作为矿化剂，充分利用该矿化剂组分丰富、成分稳定、粒度细致、分散性好的优势，可提高硅砖中磷石英的含量，提高硅砖的导热率，进而提高高温窑炉的传热效率；采用本发明所述的硅砖的制备方法，每天可以回收利用75％的废石灰粉固体，既降低了硅砖的生产成本，又降低了环境压力，具有重要的环境效益和经济效益；所述废石灰粉固体作为矿化剂，可明显降低硅砖的烧结温度，烧结温度的降低会使产生的NOx气体大大减少，也有利于大气环保。

技术领域

本发明涉及硅砖制备技术领域，尤其涉及一种基于隧道窑脱硫固废回收料作为矿化剂的硅砖及其制备方法。

背景技术

硅砖生产过程中通常引入一定量的矿化剂，利用矿化剂和SiO₂或其他杂质形成低熔点液相，促使石英在烧成过程中转化为鳞石英和方石英，同时可以缓冲烧成过程中相变过快引起体积急剧膨胀而导致硅砖制品的松散和开裂。目前，广泛采用的矿化剂是萤石、石灰和铁鳞，石灰大多采用氢氧化钙细粉形式加入，它既能增加成型后砖坯的强度，也可在烧成低温阶段(600～700℃)与SiO₂反应使砖坯强度有所增加，在1100℃以后生成的假硅灰石可与其他矿化剂生成液相，使石英向鳞石英转化。萤石和铁鳞常常与石灰同时加入，可以显著降低液相出现的温度和黏度，减少制品裂纹。

硅砖加入的矿化剂实际就是加入杂质，利用杂质的熔剂作用，在高温下把石英变成玻璃相，鳞石英在玻璃相中析出，再进一步转化成方石英。根据耐火材料原理，单质的熔点最高，两种成分的共熔点会降低，成分越多，其共熔点越低，矿化剂的复合加入就是利用多相组成的共熔点较低的原理，在不同的阶梯温度下生成液相，促使石英持续转化，同时缓冲其相转化产生的体积膨胀，降低裂纹和疏松。除了矿化剂的种类，矿化剂的粒度也较为重要。矿化剂的粒度越细，其在硅质原料中分布越均匀，其作用效果越好。硅砖生产的关键是矿化剂种类、分布和烧成制度。

目前应国家环保制度要求高温窑炉必须进行脱硫、脱硝，脱硫使用的原料为高纯氢氧化钙粉，该原料作为消耗品，每天持续产生大量的废石灰粉固体，这些固废只能作为垃圾填埋处理，既带来了环境污染，又提高了硅砖成产的经济成本，因此迫切需要一种经济又环保的手段合理利用这些固废。

发明内容

为解决现有技术的不足，充分利用硅砖隧道窑产生的废石灰粉固体，本发明提出一种基于隧道窑脱硫固废回收料作为矿化剂的硅砖及其制备方法。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案包括：

一种基于隧道窑脱硫固废回收料作为矿化剂的硅砖，可选自包括以质量分数计的如下组分：65％～71％的硅砂、9％～15％的熟硅砂、17％～23％的硅粉、外加0.4％～0.8％的铁鳞粉、2.3％～4.2％的矿化剂、0.3％～0.7％的膨润土、1％～2％的纸浆废液；

所述矿化剂为硅砖隧道窑脱硫固废回收料。

进一步地，所述矿化剂粒度小于等于0.038mm。

进一步地，所述硅砂粒度小于等于2.2mm，所述熟硅砂粒度小于等于2.5mm，所述硅粉粒度小于等于0.088mm，所述铁鳞粉粒度小于等于0.088mm，所述膨润土粒度小于等于0.045mm。

进一步地，所述固废回收料为废石灰粉固体。

进一步地，所述固废回收料包括以质量分数计的如下组分：0％～3％的SO₃、30％～35％的CaF₂、60％～65％的CaO、0.4％～0.6％的R₂O、0％～1％的MgO、0.2％～0.4％的Al₂O₃、0.15％～0.3％的Fe₂O₃。

进一步地，所述硅砖应用于焦炉或热风炉。