CN101602581A - 一种采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法 - Google Patents

一种采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法 Download PDF

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Abstract

一种采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法，将高钒铁或钒铝炉渣经破碎机破碎至200目～320目，制粉；按照粉料总重量的10％～30％加入碳酸钠或氯化钠或硫酸钠，在回转窑或竖炉中经过高温焙烧，炉温1000～1400℃，焙烧1～3小时；焙烧料经过热水浸出，然后过滤；滤液加硫酸或盐酸调pH值＝1.5～3.5，再按滤液中钒元素重量比1∶1加入硫酸铵或氯化铵，加热至80～100℃，经过30－120分钟沉出多钒酸铵，经过800～850℃高温熔化为五氧化二钒；滤渣经过清洗、烘干、经过240～320目制粉，制成铝酸钙水泥。该方法可将铝热还原法冶炼钒铁、钒铝的炉渣回收处理，制取铝酸钙水泥，制造成本低，产品质量好，并能生产出副产品：五氧化二钒，附加值高；能回收利用固体废物，符合环保要求。

Description

一种采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法
技术领域
本发明涉及一种采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法。
背景技术
铝酸钙水泥为耐高温水凝性结合剂，是各种高温炉的炉衬中的必用材料。其制造方法是以天然铝矾土或工业氧化铝与碳酸钙(石灰石)按一定比例配合，经煅烧或电熔制成；也有用铁矾土与石灰石配合经熔融而制成。纯铝酸钙水泥是采用纯氧化铝与纯石灰为原料，经电熔制成。无论是铝酸钙水泥还是纯铝酸钙水泥都存在生产工艺条件苛刻，制造成本高的问题。而铝热还原法冶炼钒铁、钒铝的炉渣一般采取两种处理方法，一种是添加到水泥中，附加值低；另一种是作为废料直接扔掉，扔掉后降解、回收，不符合环保要求。
发明内容
本发明的目的是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种可将铝热还原法冶炼钒铁、钒铝的炉渣回收处理，制取铝酸钙水泥，且制造成本低，附加值高，产品质量好的采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法。
本发明是这样实现的：将铝热还原法冶炼钒铁或钒铝炉渣破碎至200目～320目，制粉；按照粉料总重量的10％～30％加入碳酸钠或氯化钠或硫酸钠，在回转窑或竖炉中经过高温焙烧，炉温1000～1400℃，焙烧1～3小时；焙烧料经过60～98℃热水浸出，浸出时间30～120分钟，然后过滤；滤液加硫酸或盐酸调PH值＝1.5～3.5，再按滤液中钒元素重量比1∶1加入硫酸铵或氯化铵，加热至80～100℃，经过30～120分钟沉出多钒酸铵，再经过800～850℃高温熔化为五氧化二钒，待售；滤渣经过清洗、烘干、经过240～320目制粉，制成铝酸钙水泥。
上述的采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法，滤渣清洗前先经过混合酸浸出，除去铁和硅元素，所述的混合酸为水、A组份与氢氟酸的混合物，所述的A组份为硫酸、盐酸、硝酸中一种，且水、A组份与氢氟酸的重量份数比为10∶4∶1～5∶2∶1，常温下浸出24～48小时或100～150℃下浸出1～2小时，过滤，以制得纯铝酸钙水泥。
上述的采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法，焙烧配料优选碳酸钠，炉温优选1200～1400℃。
上述的采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法，所述的水、A组份与氢氟酸的重量份数比为8∶3∶1。
本发明的优点是：充分利用铝热还原法冶炼钒铁、钒铝的炉渣，经过回收处理后能制得铝酸钙水泥或纯铝酸钙水泥，制造成本低，能生产出副产品：五氧化二钒，附加值高；能回收利用固体废物，符合环保要求。经过检测采用本工艺方法制得的纯铝酸钙水泥中AL2O3：64-80％，CaO：15-20％，Si≤0.5％，Fe≤0.5％，色泽纯白，副产品V2O5的纯度≥98.5％，符合GB要求。
具体实施方式
实施例1
将铝热还原法冶炼钒铁或钒铝炉渣经破碎机破碎至200目，制粉；按照粉料总重量的10％加入碳酸钠(也可加入氯化钠或硫酸钠)，在回转窑或竖炉中经过高温焙烧，炉温1000℃或1200℃下焙烧3小时；焙烧料经过60℃热水浸出，浸出时间120分钟，然后过滤；滤液经过硫酸(或盐酸)，调PH值＝1.5，再按照与滤液中钒元素重量比1∶1加入硫酸铵(或氯化铵)，加热至80℃，经过120分钟沉出多钒酸铵，再经过850℃高温熔化为五氧化二钒，待售；滤渣经过清洗、烘干、过240目制粉，制得铝酸钙水泥。
实施例2
将铝热还原法冶炼钒铁或钒铝炉渣经破碎机破碎至320目，制粉；按照粉料总重量的30％加入碳酸钠(也可加入氯化钠或硫酸钠)，在回转窑或竖炉中经过高温焙烧，炉温1400℃，焙烧1小时；焙烧料经过98℃热水浸出，浸出时间30分钟，然后过滤；滤液加硫酸(或盐酸)调PH值＝3.5，再按与滤液中钒元素重量比1∶1加入硫酸铵(或氯化铵)，加热至100℃经过30分钟沉出多钒酸铵，再经过800℃高温熔化为五氧化二钒，待售；滤渣经过清洗、烘干、过320目制粉，制得铝酸钙水泥。
实施例3
将铝热还原法冶炼钒铁或钒铝炉渣经破碎机破碎至300目，制粉；按照粉料总重量的20％加入碳酸钠(也可加入氯化钠或硫酸钠)，在回转窑或竖炉中经过高温焙烧，炉温1280℃，焙烧2.5小时；焙烧料经过78℃热水浸出，浸出时间90分钟，然后过滤；滤液加硫酸(或盐酸)调PH值＝2.5，再按滤液中钒元素重量比1∶1加入硫酸铵(或氯化铵)，加热至90℃，经过90分钟沉出多钒酸铵，再经过830℃高温熔化为五氧化二钒，待售；滤渣经过清洗、烘干、过300目制粉，制得铝酸钙水泥。
实施例4
将铝热还原法冶炼钒铁或钒铝炉渣经破碎机破碎至320目，制粉；按照粉料总重量的10％加入碳酸钠(也可加入氯化钠或硫酸钠)，在回转窑或竖炉中经过高温焙烧，炉温1000℃或1200℃，焙烧3小时；焙烧料经过60℃热水浸出，浸出时间120分钟，然后过滤；滤液加硫酸(或盐酸)调PH值＝1.5，再按与滤液中钒元素重量比1∶1加入硫酸铵(或氯化铵)，加热至80℃，经过120分钟沉出多钒酸铵，再经过850℃高温熔化为五氧化二钒，待售；滤渣经过混合酸浸出，除去铁和硅元素，所述的混合酸为水、A组份与氢氟酸的混合物，所述的A组份为硫酸、盐酸、硝酸中一种，本实施例以硫酸为例，且水、A组份与氢氟酸的重量份数比为10∶4∶1，100℃下浸出2小时或常温下浸出48小时，过滤，再经过清洗、烘干、过240目制粉，制得纯铝酸钙水泥。
实施例5
将铝热还原法冶炼钒铁或钒铝炉渣经破碎机破碎至200目，制粉；按照粉料总重量的30％加入碳酸钠(也可用氯化钠或硫酸钠)，在回转窑或竖炉中经过高温焙烧，炉温1400℃，焙烧1小时；焙烧料经过98℃热水浸出，浸出时间30分钟，然后过滤；滤液加硫酸(或指盐酸)调PH值＝3.5，再按与滤液中钒元素重量比1∶1，硫酸铵(或氯化铵)，加热至100℃，经过30分钟沉出多钒酸铵，再经过800℃高温熔化为五氧化二钒，待售；滤渣经过混合酸浸出，除去铁和硅元素，所述的混合酸为水、A组份与氢氟酸的混合物，所述的A组份为硫酸(也可采用盐酸或硝酸)，且水、A组份与氢氟酸的重量份数比为5∶2∶1，150℃下浸出1小时或常温下浸出24小时，过滤，再经过清洗、烘干、过320目制粉，制得纯铝酸钙水泥。
实施例6
将铝热还原法冶炼钒铁或钒铝炉渣经破碎机破碎至300目，制粉；按照粉料总重量的20％加入碳酸钠(也可用氯化钠或硫酸钠)，在回转窑或竖炉中经过高温焙烧，炉温1280℃，焙烧2小时；焙烧料经过80℃热水浸出，浸出时间90分钟，然后过滤；滤液加硫酸(或盐酸)调PH＝2.5，再按与滤液中钒元素重量比1∶1加入硫酸铵(或氯化铵)，加热至90℃，经过90分钟沉出多钒酸铵，再经过830℃高温熔化为五氧化二钒，待售；滤渣清洗前先经过混合酸浸出，除去铁和硅元素，所述的混合酸为水、A组份与氢氟酸的混合物，所述的A组份为硫酸(也可采用盐酸或硝酸)。按照重量：氢氟酸为1份时，水、A组分可为10～5份及4～2份，本例中水、A组分重量份数优选为8份、3份。130℃下浸出1.5小时或常温下浸出36小时，过滤；再经过清洗、烘干、过300目制粉，制成纯铝酸钙水泥。
实施例7
将铝热还原法冶炼钒铁或钒铝炉渣经破碎机破碎至200～240目，制粉；按照粉料总重量的15～20％加入碳酸钠，在回转窑或竖炉中经过高温焙烧，炉温1200～1400℃，焙烧2～2.5小时；焙烧料经过90～100℃热水浸出，浸出时间30～60分钟，然后过滤；滤液加硫酸(或盐酸)调PH＝2～3，再按与滤液中钒元素重量比1∶1加入硫酸铵(或氯化铵)，加热至90～100℃下经60～90分钟沉出多钒酸铵，再经过800～830℃高温熔化为五氧化二钒，待售；滤渣清洗前先经过混合酸浸出，除去铁和硅元素，所述的混合酸为水、A组份与氢氟酸的混合物，所述的A组份为硫酸(也可采用盐酸或硝酸)。按照重量：氢氟酸为1份时，水、A组份可为10～5份及4～2份，本例中水、A组份重量份数优选为8份、3份，120～135℃下浸出1～1.5小时或室温浸出24～36小时，过滤；再经过清洗、烘干、过240～300目制粉，制成纯铝酸钙水泥。

Claims (4)

1、一种采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法，其特征是：将铝热还原法冶炼钒铁或钒铝炉渣经破碎机破碎至200目～320目，制粉；按照粉料总重量的10％～30％加入碳酸钠或氯化钠或硫酸钠，在回转窑或竖炉中经过高温焙烧，炉温1000～1400℃，焙烧1～3小时；焙烧料经过60～98℃热水浸出，浸出时间30～120分钟，然后过滤；滤液加硫酸或盐酸调PH值＝1.5～3.5，再按滤液中钒元素重量比1∶1加入硫酸铵或氯化铵，加热至80～100℃，经过30～120分钟沉出多钒酸铵，再经过800～850℃高温熔化为五氧化二钒，待售；滤渣经过清洗、烘干、经过240～320目制粉，制成铝酸钙水泥。
2、根据权利要求1所述的采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法，其特征是：滤渣清洗前先经过混合酸浸出，除去铁和硅元素，所述的混合酸为水、A组份与氢氟酸的混合物，所述的A组份为硫酸、盐酸、硝酸中一种，且水、A组份与氢氟酸的重量份数比为10∶4∶1～5∶2∶1，100～150℃下浸出1～2小时或室温下浸出24～48小时，过滤，以制得纯铝酸钙水泥。
3、根据权利要求1或2所述的采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法，其特征是：焙烧配料优选碳酸钠，炉温1200～1400℃。
4、根据权利要求2所述的采用合金炉渣制造铝酸钙水泥的方法，其特征是：所述的水、A组份与氢氟酸的重量份数比为8∶3∶1。
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