CN101837996B - 一种利用废旧镁制品熔融提纯镁砂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用废旧镁制品熔融提纯镁砂的方法。采用的技术方案是：将收购的各类废旧镁制品经人工挑选除去肉眼可见的杂质；将除去杂质后的废旧镁制品破碎细磨成800目以下的细粉，通过除铁设备除铁；将除铁后的细粉通过水浮选法，除去碳；将浮选除碳后的细粉装入窑车，送入隧道窑或梭式窑中，关闭窑门，于550～650℃下，搅拌，并吹入氧气2～4小时；将除碳后的细粉和轻烧镁粉按重量比1∶2～4混合均匀，压坯成型，干燥；将干燥后的坯体送入高温电弧炉中，在2500～3500℃下，熔融6～8小时；产物冷却，破碎，拣选。本发明不仅节约资源，保护环境，而且节约能源。

Description

一种利用废旧镁制品熔融提纯镁砂的方法
技术领域
本发明涉及一种镁砂的制备方法，具体地涉及一种利用废旧镁制品熔融提纯镁砂的方法。
背景技术
碱性耐火材料是钢铁、水泥等行业的必备产品，而碱性耐火材料的主要原料则是镁砂，虽然我国的镁矿资源蕴含丰富，但它毕竟是资源矿产，开采一份就少一份，因此要合理规划它的使用。然而就现阶段而言，碱性耐火材料的使用基本上都是一次性的，废旧的镁碳砖，镁砖等基本上都当垃圾处理了，虽然现阶段也有回收废旧镁碳砖的，但回收的废旧镁碳砖都是充当废料使用，无法用来生产高档的镁质产品，造成矿产资源的浪费。
我国是工业大国，钢铁大国，废旧镁碳砖何止千万，循环利用废旧镁碳砖已经是箭在弦上，而且镁砂是矿产资源，不可再生，从长远发展的战略角度考虑充分利用废旧镁制品势在必行。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种可充分利用废旧的镁制品熔融提纯镁砂的方法，不仅节约资源，而且保护了环境。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用废旧镁制品熔融提纯镁砂的方法，其步骤如下：
(1)原料挑选：将收购的各类废旧镁制品经人工挑选除去肉眼可见的杂质；
通常，收购的主要废旧镁制品原料是：使用过的废弃镁碳砖、镁砖或镁质产品生产厂家的过期失效产品等。
镁碳砖、镁砖经过使用，其表面明显残留一些区别于砖的铝、铁和钙等杂质，因此在原料挑选时，首先将这些杂质经人工除杂质，以减少高温熔融时间，降低生产成本。
(2)破碎除铁：将除去杂质后的废旧镁制品破碎细磨成800目以下的细粉，通过除铁设备除铁；
(3)浮选除碳：将除铁后的细粉通过水浮选法，除去碳；
(4)中温除碳：将浮选除碳后的细粉装入窑车，送入隧道窑或梭式窑中，关闭窑门，于550～650℃下，搅拌，并吹入氧气2～4小时；
(5)压坯成型和干燥：将除碳后的细粉和轻烧镁粉按重量比1∶2～4混合均匀，压坯成型，干燥；
(6)熔融结晶：将干燥后的坯体送入高温电弧炉中，在2500～3500℃下，熔融6～8小时；
(7)产物冷却，破碎，拣选。
本发明中，废旧镁制品中的杂质如磷酸盐，树脂等在高温熔融状态下可分解和挥发，最不容易除去的杂质是碳，为此我们采用两步除碳，经水浮选法首先除去大部分的碳，然后采用中温除碳的方法来进一步除去碳，向隧道窑或梭式窑中连续吹入氧气，将细粉中的残留碳进一步氧化，从而使细粉中碳含量和水份为微量，这是一道关键性的工序，脱碳率的高低直接影响着高温电弧炉中的熔融时间，本发明经两步法除碳，可以完全将碳去除。
经本发明制备的镁砂，其理化指标见表1。
表1
  指标   97电熔镁砂   本发明方法制备的镁砂
  SiO2   ％   1.13   ≤1.25
  Al2O3  ％   0.10   ≤0.3
  Fe2O3  ％   0.80   ≤1.0
  CaO    ％   1.08   ≤1.2
  MgO    ％   96.81   ≥96
  IL   0.08   ≤0.12
  B.D   3.48   ≤3.49
从表1可见经本发明的方法制备的镁砂和正常电熔镁砂相比纯度稍微低点，但是不影响镁砂的使用，因为里面氧化铝含量偏高。这主要取决于原料，回收的废旧镁碳砖中经常含有金属铝添加剂，还有部分镁铝碳砖很可能混在原料中，所以导致产品的铝含量偏高，氧化铝在高温熔融状态下与氧化镁生产镁铝尖晶石，不影响镁砂的质量，这种产品的镁砂主要用在以下方面：镁碳砖、镁铝碳砖、镁砖、钢包浇注料、中间包涂抹料和电炉炉底捣打料等冶金耐火材料的生产上，不仅效果好，而且生产费用低，资源循环利用，符合我国国情。我们将本发明方法制备的镁砂压制成钢包炉衬砖，在唐山不锈钢厂实验，经过三个钢包的实验后，与普通电熔镁砂制成的钢包炉衬砖相比，使用上无明显区别。
本发明的有益效果：①节约资源，保护环境。本发明充分利用了各类废旧的镁制品，如废弃的镁碳砖、镁砖或镁质产品生产厂家的过期失效产品等，最大程度的循环利用了现有镁砂。②节约能源。首先经过人工挑选除去大部分肉眼可见的杂质，减少了高温熔融时间。其次，脱碳率的高低直接影响着电弧炉的熔融时间，也就是费用的高低，和经济直接挂钩，而本发明采用两步脱碳，可完全脱碳，减少了熔融时间。
具体实施方式
实施例1一种利用废弃的镁碳砖熔融提纯镁砂的方法
步骤如下：
(1)原料挑选：将收购的废弃的镁碳砖经人工挑选除去肉眼可见的铝、铁和钙等杂质；
(2)破碎除铁：将除去杂质后的废弃镁碳砖破碎细磨成800目以下的细粉，通过除铁设备除铁；
(3)浮选除碳：将除铁后的细粉置于水槽中，通过水浮选法，除去碳。利用碳与镁砂的比重不同，碳浮于水面，而镁砂等沉于水底，将大部分碳除去；
对水浮选后的细粉，采用燃烧重量法测定总碳量(执行的标准是GB/T13245-91)测得碳含量为5％。
(4)中温除碳：将浮选除碳后的细粉装入窑车(窑车上装有原料搅拌装置)，送入隧道窑中，关闭窑门，在550～650℃下，搅拌，并吹入氧气3小时；
(5)压坯成型和干燥：将除碳后的细粉和轻烧镁粉(氧化镁含量97％)按重量比1∶3混合均匀，压坯成型，干燥；
(6)熔融结晶：将干燥后的坯体送入高温电弧炉中，在3000℃下，熔融7小时；
(5)将产物冷却，破碎，拣选。
结果见表2。进一步将制备的镁砂压制成钢包炉衬砖，在唐山不锈钢厂实验，经过三个钢包的实验后，与普通电熔镁砂制成的钢包炉衬砖相比，使用上无明显区别。
实施例2一种利用废弃的镁砖熔融提纯镁砂的方法
步骤如下：
(1)原料挑选：将收购的废弃的镁砖经人工挑选除去肉眼可见的铝、铁和钙等杂质；
(2)破碎除铁：将除去杂质后的废弃镁砖破碎细磨成800目以下的细粉，通过除铁设备除铁；
(3)浮选除碳：将除铁后的细粉置于水槽中，通过水浮选法，除去碳。
对浮选后的细粉，采用燃烧重量法测定总碳量(执行的标准是GB/T13245-91)测得碳含量为5％。
(4)中温除碳：将浮选除碳后的细粉装入窑车(窑车上装有原料搅拌装置)，送入梭式窑中，关闭窑门，在550～650℃下，搅拌，并吹入氧气4小时；
(5)压坯成型和干燥：将除碳后的细粉和轻烧镁粉(氧化镁含量97.5％)按重量比1∶4混合均匀，压坯成型，干燥；
(6)熔融结晶：将干燥后的坯体送入高温电弧炉中，在3000℃下，熔融7小时；
(5)将产物冷却，破碎，拣选。
结果见表2。进一步将制备的镁砂压制成钢包炉衬砖，在唐山不锈钢厂实验，经过三个钢包的实验后，与普通电熔镁砂制成的钢包炉衬砖相比，使用上无明显区别。
实施例3一种利用废弃的镁质产品熔融提纯镁砂的方法
步骤如下：
(1)原料挑选：将收购的废弃的镁质产品生产厂家过期失效镁质产品经人工挑选除去肉眼可见的杂质；
(2)破碎除铁：将除去杂质后的废弃镁质产品破碎细磨成800目以下的细粉，通过除铁设备除铁；
(3)浮选除碳：将除铁后的细粉置于水槽中，通过水浮选法，除去碳。
对浮选后的细粉，采用燃烧重量法测定总碳量(执行的标准是GB/T13245-91)测得碳含量为5％。
(4)中温除碳：将浮选除碳后的细粉装入窑车(窑车上装有原料搅拌装置)，送入梭式窑中，关闭窑门，在550～650℃下，搅拌，并吹入氧气2小时；
(5)压坯成型和干燥：将除碳后的细粉和轻烧镁粉(氧化镁含量97.8％)按重量比1∶2混合均匀，压坯成型，干燥；
(6)熔融结晶：将干燥后的坯体送入高温电弧炉中，在3000℃下，熔融7小时；
(5)将产物冷却，破碎，拣选。
结果见表2。进一步将制备的镁砂压制成钢包炉衬砖，在唐山不锈钢厂实验，经过三个钢包的实验后，与普通电熔镁砂制成的钢包炉衬砖相比，使用上无明显区别。
表2
  实施例1   实施例2   实施例3
  SiO2   ％   1.2   1.20   1.25
  Al2O3  ％   0.21   0.30   0.30
  Fe2O3  ％   0.98   1.00   0.95
  CaO    ％   0.96   1.10   1.05
  MgO    ％   96.12   96.20   96.20
  IL   0.07   0.12   0.10
  B.D   3.45   3.47   3.48

Claims (1)

1.一种利用废旧镁制品熔融提纯镁砂的方法，其特征在于步骤如下：
(1)原料挑选：将收购的各类废旧镁制品经人工挑选除去肉眼可见的杂质；
(2)破碎除铁：将除去杂质后的废旧镁制品破碎细磨成800目以下的细粉，通过除铁设备除铁；
(3)浮选除碳：将除铁后的细粉通过水浮选法，除去碳；
(4)中温除碳：将浮选除碳后的细粉装入窑车，送入隧道窑或梭式窑中，关闭窑门，于550～650℃下，搅拌，并吹入氧气2～4小时；
(5)压坯成型和干燥：将除碳后的细粉和轻烧镁粉按重量比1∶2～4混合均匀，压坯成型，干燥；
(6)熔融结晶：将干燥后的坯体送入高温电弧炉中，在2500～3500℃下，熔融6～8小时；
(7)产物冷却，破碎，拣选。
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