[发明专利]一种利用铝灰熟料制备干式防渗料的方法

说明书

本发明公开了一种利用铝灰熟料制备干式防渗料的方法。首先将铝灰依次进行焙烧、水浸，水浸后得到铝灰熟料A；将焦宝石熟料B破碎至小于5mm颗粒料，得到焦宝石颗粒料B；所得铝灰熟料A中掺配富含二氧化硅物料C，混合均匀后得到混合料D；将所得焦宝石颗粒料B和混合料D进行配料、混合，混合均匀后进行机械活化，活化后得到干式防渗料。本发明有效利用了工业危废铝灰，消除了铝灰的危害，变废为宝，实现了铝灰的闭环利用和增值利用，节约了焦宝石资源；制备所得干式防渗料具有优异的抗电解质渗透能力，能够有效阻止熔盐对内衬材料的渗透和腐蚀；其导热系数低，从而有效降低电解槽底部散热，延长电解槽寿命。

一、技术领域：

本发明属于工业固废和电解铝内衬材料技术领域，具体涉及一种利用铝灰熟料制备干式防渗料的方法。

二、背景技术：

铝电解槽是铝电解生产的主体设备，槽内衬所用耐火材料在高温下会被从阴极炭块渗透下来的熔融电解质渗透侵蚀，导致耐火材料层结构被破坏，或者更进一步渗透保温层最终导致电解槽漏炉，被迫停槽大修。停槽不仅减少铝产量，而且增加大修成本。干式防渗料具有优异的阻止电解质渗透能力，其原理是当有电解质渗透而接触到防渗料时，电解质会与防渗料发生化学反应，生成一层致密的玻璃体状霞石层，从而阻止电解质液体的继续渗透，确保保温层不被破坏，防止漏槽事故的发生。防渗料是常用的电解槽内衬材料，每年的用量约200万吨。

铝灰是铝、铝合金、废铝熔炼过程中产生的废渣，主要成分是氧化铝、氮化铝、氯化物、二氧化硅、少量氟化物，每年的产生量约500万吨。铝灰遇水释放有害气体氨气，可溶氟化物和氯化物在淋雨时污染土壤和水体，铝灰属于危险废物，急需进行无害化处理。铝灰先经过焙烧处理，将氮化铝转化为氧化铝；而后水浸去除氯化物，得到的铝灰熟料是优质的含氧化铝资源，可以用于制备干式防渗料。

干式防渗料常用的原料是焦宝石，主要成分是二氧化硅和氧化铝，其Al₂O₃含量约40％，SiO₂含量约50％。由于电解铝产能的增大，干式防渗料的用量越来越多，导致焦宝石供应紧张、价格上涨。而且焦宝石资源主要集中在山东、河南等地，对于云南、贵州、广西、新疆的电解铝企业来说，大大增加了运输成本。

专利CN102659391A公开了一种环保节能型干式防渗料及其制造方法，该发明专利申请公开的技术方案是：将粘土熟料、天然硅石、粉煤灰按照一定比例配料，添加少量的生粘土、固体水玻璃制备成干式防渗料。粘土熟料可以是焦宝石、叶腊石中的一种或其任意组合。粘土熟料颗粒加入量为40～70％，粘土熟料细粉2～20％，天然硅石的加入量为1～50％，粉煤灰的加入量为1～50％。其优点在于实现了粉煤灰的再生利用，降低了粉煤灰对生态环境造成的污染；用天然硅石替代部分粘土熟料，可以降低生产成本。

专利CN106565256A公开了一种铝电解槽用干式防渗料制备方法，该发明专利申请公开的技术方案是：防渗料的质量配比为焦宝石45～60％，粉煤灰25～40％，选自生石灰、镁砂、石英以及铝酸钙水泥中的一种或多种的添加剂5～20％。用粉煤灰代替一部分焦宝石，降低成本，同时废物得到很好的利用，大大降低了环境的负荷。

专利CN105862078B公开了一种利用陶瓷碎片和抛光砖废渣制备铝电解槽干式防渗料及其制备方法，该技术方案是将陶瓷碎片破碎、筛分，将抛光砖废渣水洗、筛分、烘干，按照一定的粒度配比，制备成铝电解槽干式防渗料。该发明专利申请可解决抛光砖废渣粉堆放占用大量耕地、污染环境的问题，将其做成高附加值的铝电解槽干式防渗料，降低铝电解槽干式防渗料的成本。

专利CN110342945A公开了一种干式防渗料生产方法，该技术方案中，按照重量份比包括，煤矸石60～80份，红柱石8～15份，结合剂15～23份，所述煤矸石的产地为新疆地区的煤矸石。节约了原料运输成本。