CN108585892A - 利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖的方法。包括以下步骤：（1）将高炉水冲渣球磨至粉末，焦化废水污泥烘干、破碎至颗粒状；（2）将步骤（1）中预处理后的高炉水冲渣和焦化废水污泥、轻烧镁粉、氧化铝粉搅拌混匀；（3）将步骤（2）中的原材料搅拌均匀，添加适量的水，模具成型；（4）将步骤（3）中的模具煅烧后，自然冷却得到堇青石砖。本发明工艺简单，流程短，实现了冶金行业内高炉水冲渣和焦化废水污泥的回收再利用，且制备的堇青石砖性能良好，延长了焦炉炉门寿命，降低了企业生产成本。

Description

利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖的方法
技术领域
本发明涉及堇青石砖的制备方法，尤其涉及一种利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖的方法。
背景技术
高炉水冲渣是高炉炼铁过程中产生的熔渣经大量水淬冷后的细粒化渣，主要含有钙、硅、镁、铝、铁的氧化物；焦化废水污泥主要为焦化废水处理过程中产生的高水分固态废弃物。国内大部分的高炉水冲渣作为水泥混合材料，产品附加值较低；焦化废水污泥作为固废需要进行环保处理，直接堆放造成场地和资源的浪费且会污染地下水。如何高效利用高炉水冲渣，提升高炉水冲渣产品的附加值以及如何解决焦化废水污泥所带来的环境污染和经济浪费问题已成为行业关注的焦点。
堇青石砖具有优良的热震稳定性，广泛应用于冶金企业焦炉炉门领域，可有效抵抗焦炉内的热冲击，且寿命较长。堇青石的化学式为2MgO·2A12O3·5SiO2，堇青石一般采用滑石、MgCO3、粘土、工业氧化铝、绿泥石、石英等原料制备。高炉水冲渣和焦化废水污泥与传统制备堇青石砖的原材料主要成分相似，大都以硅、钙、镁、铝的氧化物的形态存在；但如何利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖，尚未有相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖的方法，能够实现高炉水冲渣和焦化废水污泥的回收利用，提高高炉水冲渣产品的附加值，降低焦化废水污泥带来的环境污染。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖的方法，包括以下步骤：
步骤一：将高炉水冲渣球磨至粉末状，焦化废水污泥烘干、破碎至颗粒状；
步骤二：将步骤一中的粉末状高炉水冲渣、颗粒状焦化废水污泥、轻烧镁粉和氧化铝粉混合后作为原材料，在固定容器内混匀；
步骤三：将步骤二的原材料搅拌均匀，加水混匀后模具成型；
步骤四：将步骤三中的模具煅烧后，自然冷却得到堇青石砖。
上述的利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖的方法，所述步骤二原材料中高炉水冲渣、焦化废水污泥、轻烧镁粉、氧化铝粉的质量百分比分别为：40～60%、10～25%、5～20%、5～15%；所述步骤三中水的添加量为5～15wt%；所述步骤四中模具的煅烧温度为1000～1500℃，煅烧时间120～300min。
上述的利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖的方法，所述步骤一中高炉水冲渣球磨为10-100目的粉末，焦化废水污泥在80～120℃的烘箱内烘干，破碎为2～10mm的颗粒；所述步骤二中轻烧煤粉和氧化铝粉为200-500目的粉末；所述步骤四中模具在碳管炉进行煅烧。
本发明利用冶金企业固体废弃物—高炉水冲渣和焦化废水污泥作为原材料，通过大量试验研究，充分利用高炉水冲渣、焦化废水污泥、轻烧镁粉和氧化铝粉内的氧化镁、二氧化硅、氧化铝和氧化钙等成分，按不同质量比添加制作成原材料，将原材料高温下煅烧保温，制成高品质的堇青石砖，显著提升了高炉水冲渣产品的附加值，实现了高炉水冲渣和焦化废水污泥的回收再利用，避免了环境污染。
本发明的有益效果为：
本发明实现了高炉水冲渣和焦化废水污泥的回收再利用，提高了高炉水冲渣产品的附加值，降低了焦化废水污泥带来的环境污染，间接提高了企业经济效益。本发明工艺简单，流程短，且制备的堇青石砖性能良好，应用于焦炉炉门后显著延长了焦炉炉门的使用寿命，可在冶金企业推广应用。
具体实施方式
本发明一种利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖的方法，包括以下步骤：
步骤一：将高炉水冲渣球磨为10-100目的粉末，焦化废水污泥在80～120℃的烘箱内烘干，破碎为2～10mm的颗粒；
步骤二：将步骤一中的粉末状高炉水冲渣、颗粒状焦化废水污泥、轻烧镁粉、氧化铝粉在固定容器内混匀后作为原材料，其中高炉水冲渣、焦化废水污泥、轻烧镁粉、氧化铝粉的按质量百分比分别为40～60%、10～25%、5～20%、5～15%；轻烧煤粉和氧化铝粉的粒度分别为200-500目；
步骤三：将步骤二的原材料搅拌均匀，按5～15wt%的比例加水混匀后模具成型；
步骤四：将步骤三中的模具在碳管炉中煅烧，煅烧温度为1000～1500℃，煅烧时间120～300min，自然冷却得到堇青石砖。
以下通过具体实施例对本发明做进一步说明：
本发明实施例中所用原料为高炉水冲渣、焦化废水污泥、轻烧煤粉和氧化铝粉，主要成分见下表1：
表1 原料成分组成（%）
实施例1：
高炉水冲渣球磨为10-100目的粉末，焦化废水污泥在80～120℃的烘箱内烘干，破碎为2～10mm的颗粒，预处理完成后，按质量百分比分别添加45%的高炉水冲渣、10%焦化废水污泥、20%的粒度为轻烧镁粉（200-500目）和10%的氧化铝粉（200-500目），最后，加入质量百分比为15%的水，将上述原料混合均匀后放入固定模具中成型、1200℃下煅烧约200min，得到堇青石砖。
本实施例1所制备的堇青石砖的性能：抗压强度315Mpa，线膨胀系数1.6*10-6 ，热传导率3.64kj/（m2.h.℃）。
实施例2：
高炉水冲渣球磨为10-100目的粉末，焦化废水污泥在80～120℃的烘箱内烘干，破碎为2～10mm的颗粒，预处理完成后，按质量百分比分别添加50%的高炉水冲渣、15%焦化废水污泥、20%的轻烧镁粉（200-500目）和10%的氧化铝粉（200-500目），最后，加入质量百分比为5%的水，将上述原料混合均匀后放入固定模具中成型、1400℃下煅烧约120min，得到堇青石砖。
本实施例2所制备的堇青石砖的性能：抗压强度385Mpa，线膨胀系数1.3*10-6 ，热传导率4.05kj/（m2.h.℃）。
实施例3：
高炉水冲渣球磨为10-100目的粉末，焦化废水污泥在80～120℃的烘箱内烘干，破碎为2～10mm的颗粒，预处理完成后，按质量百分比分别添加60%的高炉水冲渣、10%焦化废水污泥、15%的轻烧镁粉（200-500目）和5%的氧化铝粉（200-500目），最后，加入质量百分比为10%的水，将上述原料混合均匀后放入固定模具中成型、1300℃下煅烧约300min，得到堇青石砖。
本实施例3所制备的堇青石砖的性能：抗压强度376Mpa，线膨胀系数1.5*10-6 ，热传导率3.45kj/（m2.h.℃）。
实施例1～实施例3显示，利用本发明方法制得的堇青石砖性能优良，完全满足使用要求。

Claims (3)

1.利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将高炉水冲渣球磨至粉末状，焦化废水污泥烘干、破碎至颗粒状；
步骤二：将步骤一中的粉末状高炉水冲渣、颗粒状焦化废水污泥、轻烧镁粉和氧化铝粉混合后作为原材料，在固定容器内混匀；
步骤三：将步骤二的原材料搅拌均匀，加水混匀后模具成型；
步骤四：将步骤三中的模具煅烧后，自然冷却得到堇青石砖。
2.如权利要求1所述的利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖的方法，其特征在于：所述步骤二原材料中高炉水冲渣、焦化废水污泥、轻烧镁粉、氧化铝粉的质量百分比分别为：40～60%、10～25%、5～20%、5～15%；所述步骤三中水的添加量为5～15wt%；所述步骤四中模具的煅烧温度为1000～1500℃，煅烧时间120～300min。
3.如权利要求1或2所述的利用高炉水冲渣和焦化废水污泥制备堇青石砖的方法，其特征在于：所述步骤一中高炉水冲渣球磨为10-100目的粉末，焦化废水污泥在80～120℃的烘箱内烘干，破碎为2～10mm的颗粒；所述步骤二中轻烧煤粉和氧化铝粉为200-500目的粉末；所述步骤四中模具在碳管炉进行煅烧。
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