CN105819879A - 赤泥铝矾土耐火隔热砖 - Google Patents
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Abstract
本专利公开了一种赤泥铝矾土耐火隔热砖,原料包括赤泥、电解锰渣、铝矾土、硅微粉、氧化镁,各组分的重量分数:赤泥18~30%、电解锰渣12~22%、铝矾土35~45%、硅微粉8~15%、氧化镁5~10%;工艺流程如下:a、选料:赤泥和电解锰渣经无害化处理后备用;b、原料粉碎:将赤泥、电解锰渣、铝矾土和氧化镁在自然条件下风干,后粉碎;c、过筛;d、配料;e、加水搅拌;f、陈化;g、成型;h、干燥:采用自然风干和加热烘干结合的方法,使入窑前砖坯的含水率控制在4%~4.5%;i、烧成;j、冷却;k、浸水;l、养护。以电解锰渣的酸性中和赤泥的碱性,以废治废,进而延长工业炉窑的使用寿命,调高铝矾土的含量,来达到调节耐火隔热砖的耐火度的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种黏土制品,具体涉及一种赤泥铝矾土耐火隔热砖。
背景技术
工业高炉在我国冶金、建材、化工、电力等行业应用十分广泛。工业炉窑是高温条件下的能耗设备,其能耗占我国总能耗的70%。因此,工业炉窑的节能成为我国节能降耗的重点行业,过去工业炉窑普遍采用耐火材料砌筑,保温性能不好,能耗高,而且占用大量的矿产资源,耐火材料从选矿、加工、烧结,能耗高,投资大,产品价格高。为降低产品成本,节约矿产资源,国内已开发赤泥、粉煤灰耐火保温砖,生产耐火度为1200℃~1250℃的耐火砖,为赤泥、粉煤灰、硅微粉利用,减少工业固体废弃物堆放占用耕地和减少环境污染、降低成本开辟了道路,但是所生产的耐火保温砖耐火度低,不能满足多数工业炉窑耐火度1300~1750℃的要求。赤泥未经降碱,生产的耐火保温砖含碱量,对工业炉窑的金属外壳腐蚀严重,使用寿命降低。
发明内容
本发明意在提供一种新型的隔热砖,以解决现有技术中使用赤泥、粉煤灰、硅微粉制成的耐火材料不满足工业炉窑耐火度的需求,同时赤泥未经降碱,致使工业炉窑的金属外壳寿命降低的不足。
本方案中的一种赤泥铝矾土耐火隔热砖,原料包括赤泥、电解锰渣、铝矾土、硅微粉、氧化镁,各组分的重量分数:赤泥18~30%、电解锰渣12~22%、铝矾土35~45%、硅微粉8~15%、氧化镁5~10%。
本发明的有益效果:1、充分利用氧化铝、电解锰、铁合金企业固体废弃物生产耐火隔热砖,减少这些国体废弃物堆存所占用的土地、厂房,消除这些固体废弃物对环境造成的污染。2、使用电解锰渣作为原料之一,解决了电解锰行业的主要废锰渣的处置问题日益严峻的问题,同时也避免因大部分锰渣露天堆放,占用了大量的土地,对环境产生了严重危害问题的发生,且能带来一定的经济效益。3、以电解锰渣为主对赤泥进行处理,以电解锰渣的酸性中和赤泥的碱性,以废治废,低成本使两种废弃物的PH值都调回到正常范围,即中性环境,进而延长工业炉窑的使用寿命。4、调高铝矾土的含量,来达到调节耐火隔热砖的耐火度的目的。
进一步,原料的最优配比为:赤泥25%、电解锰渣15%、铝矾土42%、硅微粉10%、氧化镁8%,经过多次模拟试验来确定的最优配比,此时,混合后的耐火隔热砖PH值为7~8.5,耐火度大于1500℃。
进一步,铝矾土中三氧化二铝的含量为55~75%,经过多次试验数据分析得出,当铝矾土中三氧化二铝含量为55%~60%时,耐火隔热砖耐火度为1300~1500℃;当铝矾土中三氧化二铝含量为60%~75%时,耐火隔热砖耐火度为1500~1800℃。
进一步,硅微粉中二氧化硅含量不低于92%,小于2μm的粒径含量不低于88%。采用硅微粉提高耐火隔热砖的密实度,降低其孔隙率,硅微粉二氧化硅的含量越高,粒径越小。
进一步,氧化镁中活性氧化镁不低于90%。活性氧化镁的含量越高,化学性质越活泼。
一种赤泥铝矾土耐火隔热砖的制备方法,工艺流程如下:
a、选料:赤泥和电解锰渣经无害化处理后备用;
b、原料粉碎:将赤泥、电解锰渣、铝矾土和氧化镁在自然条件下风干,后粉碎;
c、过筛:原料分别过16~20目筛备用;
d、配料:将原料和硅微粉按比例混匀得到混合物;
e、加水搅拌;
f、陈化:将配好的物料陈化2天以上;
g、成型:采制砖机磨压成型,成型压力控制6MPa;
h、干燥:采用自然风干和加热烘干结合的方法,使入窑前砖坯的含水率控制在4%~4.5%;
i、烧成;
j、冷却;
k、浸水:将烧制好的砖块放置在水中浸泡3h;
l、养护。
制得的赤泥铝矾土耐火隔热砖,应用于砌筑工业炉窑的炉体、炉盖,具有保温隔热性能好,强度高、制造成本低的特点。
进一步,烧结温度大于1000℃,到达最高烧结温度后,烧结时间不少于2h。
具体实施方式
实施例1:一种赤泥铝矾土耐火隔热砖的制备方法,包括以下步骤:
a、选料:选择拜耳法生产的赤泥,其PH値在10.5~11.5之间,无害化处理后备用;选择电解锰行业的废锰渣,无害化处理后备用;选择三氧化二铝的含量为55%的铝矾土;选择二氧化硅含量不低于92%,小于2μm的粒径含量不低于88%的硅微粉;选择活性氧化镁含量不低于90%的氧化镁。
b、原料粉碎:将赤泥、电解锰渣、铝矾土和氧化镁在自然条件下风干,之后使用华盛铭厂家生产的型号为SCF600X400的粉碎机将原料进行粉碎,粉碎后的粒径小于2mm。
c、过筛:将上述粉碎后的原料分别过16~20目孔径的振动筛备用。
d、配料:将上述制备好的原料和硅微粉按照以下重量分数:赤泥18%、电解锰渣12%、铝矾土45%、硅微粉15%、氧化镁10%混匀得到混合物。
e、加水搅拌:加入适量的水与混合物充分搅拌,此时混合物料的PH值在7~8之间。
f、陈化:将配好的物料陈化2天,以促进混合料中的水分充分迁移,润湿原料颗粒,让水分在原料颗粒周围形成水膜,改善混合料的物理性质,特别是提高混合料的干燥性能与塑性指数。
g、成型:将陈化好的物料用制砖机磨压成型,成型压力控制6MPa。
h、干燥:采用自然风干和加热烘干结合的方法,将压制好的砖坯自然放置3天,然后将砖坯在60℃下进行烘干,是入窑前砖坯的含水率控制在4%~4.5%。
i、烧成:低温阶段,考虑到热冲击性和残余水分的影响,升温速率不宜过快,以4.5℃/min为宜。温度达到300℃以上时,升温速率可以提高到约4.3℃/min,达到900℃以后升温速度约4.5℃/min,这样的升温速率一直到最高烧结温度,最高烧结温度为1100℃,到达1100℃后,烧结时间为2h。该阶段,过快的升温速率并不可取,因为升温速率过快,会使砖中一些反应不完全,将导致强度较差。
j、冷却:随后冷却降温到300℃左右。
k、浸水:将烧制好的砖块放置在水中浸泡3h。
l、养护:对新烧成砖坯进行淋水养护3~5天,每天1~2次,每次20~30min即可制得赤泥铝矾土耐火隔热砖,此时耐火砖的耐火度在1300~1500℃。
实施例2:一种赤泥铝矾土耐火隔热砖的制备方法,包括以下步骤:
a、选料:选择拜耳法生产的赤泥,其PH値在10.5~11.5之间,无害化处理后备用;选择电解锰行业的废锰渣,无害化处理后备用;选择三氧化二铝的含量为65%的铝矾土;选择二氧化硅含量不低于92%,小于2μm的粒径含量不低于88%的硅微粉;选择活性氧化镁含量不低于90%的氧化镁。
b、原料粉碎:将赤泥、电解锰渣、铝矾土和氧化镁在自然条件下风干,之后使用华盛铭厂家生产的型号为SCF600X400的粉碎机将原料进行粉碎,粉碎后的粒径小于2mm。
c、过筛:将上述粉碎后的原料分别过16~20目孔径的振动筛备用。
d、配料:将上述制备好的原料和硅微粉按照以下重量分数:赤泥25%、电解锰渣15%、铝矾土42%、硅微粉10%、氧化镁8%混匀得到混合物。
e、加水搅拌:加入适量的水与混合物充分搅拌,此时混合物料的PH值在7~8.5之间。
f、陈化:将配好的物料陈化2天,以促进混合料中的水分充分迁移,润湿原料颗粒,让水分在原料颗粒周围形成水膜,改善混合料的物理性质,特别是提高混合料的干燥性能与塑性指数。
g、成型:将陈化好的物料用制砖机磨压成型,成型压力控制6MPa。
h、干燥:采用自然风干和加热烘干结合的方法,将压制好的砖坯自然放置3天,然后将砖坯在60℃下进行烘干,是入窑前砖坯的含水率控制在4%~4.5%。
i、烧成:低温阶段,考虑到热冲击性和残余水分的影响,升温速率不宜过快,以4.5℃/min为宜。温度达到300℃以上时,升温速率可以提高到约4.3℃/min,达到900℃以后升温速度约4.5℃/min,这样的升温速率一直到最高烧结温度,最高烧结温度为1100℃,到达1100℃后,烧结时间为2h。该阶段,过快的升温速率并不可取,因为升温速率过快,会使砖中一些反应不完全,将导致强度较差。
j、冷却:随后冷却降温到300℃左右。
k、浸水:将烧制好的砖块放置在水中浸泡2h。
l、养护:对新烧成砖坯进行淋水养护3~5天,每天1~2次,每次20~30min即可制得赤泥铝矾土耐火隔热砖,此时耐火砖的耐火度在1500~1700℃。
实施例3:一种赤泥铝矾土耐火隔热砖的制备方法,包括以下步骤:
a、选料:选择拜耳法生产的赤泥,其PH値在10.5~11.5之间,无害化处理后备用;选择电解锰行业的废锰渣,无害化处理后备用;选择三氧化二铝的含量为65%的铝矾土;选择二氧化硅含量不低于92%,小于2μm的粒径含量不低于88%的硅微粉;选择活性氧化镁含量不低于90%的氧化镁。
b、原料粉碎:将赤泥、电解锰渣、铝矾土和氧化镁在自然条件下风干,之后使用华盛铭厂家生产的型号为SCF600×400的粉碎机将原料进行粉碎,粉碎后的粒径小于2mm。
c、过筛:将上述粉碎后的原料分别过16~20目孔径的振动筛备用。
d、配料:将上述制备好的原料和硅微粉按照以下重量分数:赤泥30%、电解锰渣22%、铝矾土35%、硅微粉8%、氧化镁5%混匀得到混合物。
e、加水搅拌:加入适量的水与混合物充分搅拌,此时混合物料的PH值在7.5~9之间。
f、陈化:将配好的物料陈化2天,以促进混合料中的水分充分迁移,润湿原料颗粒,让水分在原料颗粒周围形成水膜,改善混合料的物理性质,特别是提高混合料的干燥性能与塑性指数。
g、成型:将陈化好的物料用制砖机磨压成型,成型压力控制6MPa。
h、干燥:采用自然风干和加热烘干结合的方法,将压制好的砖坯自然放置3天,然后将砖坯在60℃下进行烘干,是入窑前砖坯的含水率控制在4%~4.5%。
i、烧成:低温阶段,考虑到热冲击性和残余水分的影响,升温速率不宜过快,以4.5℃/min为宜。温度达到300℃以上时,升温速率可以提高到约4.3℃/min,达到900℃以后升温速度约4.5℃/min,这样的升温速率一直到最高烧结温度,最高烧结温度为1100℃,到达1100℃后,烧结时间为2h。该阶段,过快的升温速率并不可取,因为升温速率过快,会使砖中一些反应不完全,将导致强度较差。
j、冷却:随后冷却降温到300℃左右。
k、浸水:将烧制好的砖块放置在水中浸泡3h。
l、养护:对新烧成砖坯进行淋水养护3~5天,每天1~2次,每次20~30min即可制得赤泥铝矾土耐火隔热砖,此时耐火砖的耐火度在1600~1750℃。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (7)
1.赤泥铝矾土耐火隔热砖,其特征在于:原料包括赤泥、电解锰渣、铝矾土、硅微粉、氧化镁,各组分的重量分数:赤泥18~30%、电解锰渣12~22%、铝矾土35~45%、硅微粉8~15%、氧化镁5~10%。
2.根据权利要求1所述的赤泥铝矾土耐火隔热砖,其特征在于:原料的最优配比为:赤泥25%、电解锰渣15%、铝矾土42%、硅微粉10%、氧化镁8%。
3.根据权利要求1或2所述的赤泥铝矾土耐火隔热砖,其特征在于:铝矾土中三氧化二铝的含量为55~75%。
4.根据权利要求1或2所述的赤泥铝矾土耐火隔热砖,其特征在于:硅微粉中二氧化硅含量不低于92%,小于2μm的粒径含量不低于88%。
5.根据权利要求1或2所述的赤泥铝矾土耐火隔热砖,其特征在于:氧化镁中活性氧化镁不低于90%。
6.用于权利要求1或2所述的赤泥铝矾土耐火隔热砖的制备方法,其特征在于:工艺流程如下:
a、选料:赤泥和电解锰渣经无害化处理后备用;
b、原料粉碎:将赤泥、电解锰渣、铝矾土和氧化镁在自然条件下风干,后粉碎;
c、过筛:原料分别过16~20目筛备用;
d、配料:将原料和硅微粉按比例混匀得到混合物;
e、加水搅拌;
f、陈化:将配好的物料陈化2天以上;
g、成型:采制砖机磨压成型,成型压力控制6MPa;
h、干燥:采用自然风干和加热烘干结合的方法,使入窑前砖坯的含水率控制在4%~4.5%;
i、烧成;
j、冷却;
k、浸水:将烧制好的砖块放置在水中浸泡3h;
l、养护。
7.根据权利要求6所述的赤泥铝矾土耐火隔热砖的制备方法,其特征在于:烧结温度大于1000℃,到达最高烧结温度后,烧结时间不少于2h。
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PB01 | Publication | ||
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Effective date of registration: 20180625 Address after: 563000 in the industrial park of Ping Qiao, Shen Xi Town, southern New District, Zunyi, Guizhou. Applicant after: Guizhou Environmental Engineering Co., Ltd. Address before: Pingqiao Industrial Park, Zunyi, Guizhou Province Applicant before: Zunyi Guike Technology Co., Ltd. |
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