專利名稱：利用鋁電解廢耐火材料生產保溫磚的方法
技術領域：
本發明涉及鋁電解生產過程中廢棄的耐火材料的回收利用技術，具體涉及鋁電解 大修過程中排放的不包括廢炭質材料的鋁電解廢耐火材料生產保溫磚的方法。
背景技術：
電解鋁廠排放的固體廢物主要是鋁電解廢槽內襯，廢槽內襯主要組成為陰極炭 塊、保溫磚、耐火磚、耐火粉(干式防滲料)、耐火灰漿及絕熱板等。該廢槽內襯含有大量的可 溶氟化物、氰化物，屬于危險廢物，是電解鋁廠造成環境污染的主要因素之一。且該廢槽內 襯數量較大，2005年底國內原鋁產量達到780萬噸，約產生鋁電解槽廢槽內襯180千噸。目前我國大部分電解鋁廠對鋁電解廢槽內襯的污染問題還沒有解決，較多采用防 滲填埋處理，但填埋處理又污染土壤，并且隨雨水滲入地下污染地下水；個別電解鋁企業研 究濕法技術處理廢槽內襯，但濕法技術存在容易造成二次污染、設備腐蝕嚴重和處理不徹 底的弊端，即防滲填埋和濕法技術都不能實現廢槽內襯的無害化處理和資源化利用。近年來出現的干法無害化處理廢槽內襯技術在無害化處理方面取得一定突破，該 技術主要是以石灰或石灰石為反應劑，以含二氧化硅的物料為添加劑，通過焙燒處理廢槽 內襯，尾氣經凈化處理，使有害物質氟化物和氰化物達標排放。但處理后的鋁電解槽廢內襯 無法成為有價值的原料或資源，僅能作為廉價的鋪路材料利用，且火法無害化處理成本較 高，處理一噸廢槽內襯需960元左右。
發明內容
本發明的目的是提供一種鋁電解廢耐火材料的有效利用方法，且在利用過程中采 取無害化處理措施，有效解決鋁電解廢耐火材料的污染問題，實現固體廢物的資源化利用。本發明的目的是通過以下技術方案實現的
本發明的鋁電解廢耐火材料涉及電解鋁生產過程中電解槽大修產生的廢耐火材料，也 叫鋁電解槽大修廢渣，主要指除去廢陰極炭塊和側部炭化硅的多種耐火材料混合體，主要 包括干式防滲料、隔熱耐火磚即保溫磚、耐火磚、石棉類材料(石棉板、石棉粉、石棉絨)、硅 酸鈣板、碳糊(包括周圍糊、碳間糊、鋼棒糊、底糊)、耐火顆粒和耐火粉等。其中，廢陰極炭塊 含炭成分高，較好利用；側部炭化硅硬度大，一般不用于制造保溫材料。鋁電解廢耐火材料中可溶氟化物含量很高，氰化物也超標。因此，必須采取無害 處理措施，在利用鋁電解廢耐火材料生產保溫磚的同時使可溶氟化物和氰化物達到環保要 求。本發明的利用鋁電解廢耐火材料生產保溫磚的方法，各原料經過配料、混料、擠壓 成型、干燥和燒成即可生產出保溫磚；各原料按重量百分比配比如下鋁電解廢耐火材料 5 % 30 %，粉煤灰或粉煤灰漂珠10 % 50 %，粘結劑15 % 30 %，添加劑1 % 5 %，成孔劑3% 8%，水10% 20%。所述的鋁電解廢耐火材料，要求粒度小于2mm。所述的粘結劑為耐火粘土，要求粉碎粒度為200目。所述的添加劑為石灰或石灰乳。所述的成孔劑采用鋸沫或木炭粉。所述的保溫磚可用于1000°C以下的各種管道和墻體保溫。保溫磚生產時(1)配料，配入5 % 30 %的鋁電解廢耐火材料，10 % 50 %的 粉煤灰或粉煤灰漂珠，15 % 35 %的耐火粘土，1 % 5 %的石灰或石灰乳，3 % 8 %鋸沫 或木炭粉，水10% 20% ； (2)混料，采用強制式攪拌機混料，在加料順序上，一般情況下， 粘結劑及水應在鋁電解廢耐火材料和粉煤灰或粉煤灰漂珠混勻后加入，以保證混料的均一 性；(3)擠壓成型，采用半干法成型，所需壓力以15 30t靜壓為宜；(4)干燥，采取快干 法以提高生產效率；坯體干燥可采用干燥室，也可采用隧道式干燥器；干燥所需熱量由窯 爐所排廢氣提供，讓坯體溫度穩定升高，以維持坯體的結構致密，干燥介質的溫度一般不超 過150°C，當干燥后的坯體含水率不超過4%時，即可人窯燒成；(5)燒成，燒成溫度控制在 1000°C 1260°C，保溫2 4小時。本發明創造實施時
1、在高溫1000°C 1260°c燒成下，氰化物已分解為無害成分。2、由于原料中加入添加劑即固氟劑石灰或石灰乳，在生產保溫磚時同時使鋁電解 廢耐火材料中的可溶氟化物減少排放；且由于原料中加入粉煤灰或粉煤灰漂珠，兩者都具 有一定的吸附性，在生產保溫磚時同時也可以吸附一部分可溶氟化物。3、燒成窯余熱煙氣中氟化物可能超標，且煙氣溫度較高，因此首先用于生產保溫 磚的干燥過程，干燥的煙氣采用氧化鋁干法吸附，袋式除塵器除塵；載氟氧化鋁返回鋁電解 槽使用。上述實施作用過程體現了本發明創造的無害化處理措施。
圖1是本發明工藝方法的流程具體實施例方式實例一
結合圖1，生產原料中配入除去炭質材料和炭化硅磚的鋁電解廢耐火材料1020千克， 以小于2mm的顆粒形式加入；配入粉煤灰1610千克；配入耐火粘土 987千克，粉碎過40目 篩；配入粉碎的石灰139千克；再加入300千克成孔劑和800千克水。將上述物料采用強制 式攪拌機混料，保障混料均勻，然后采用半干法擠壓成型，將成型后的保溫磚分批送入干燥 室干燥，干燥氣體采用燒成排放煙氣，干燥后氣體用氧化鋁吸附，燒成溫度控制在1000°C 1260°C，保溫2 4小時。檢驗保溫磚中的可溶氟化物含量為17. 6mg/l，氰化物含量為 0. 021mg/l，保溫磚和煙氣有害物質含量達到國家環保標準要求。實例二
結合圖1，生產原料中配入除去炭質材料和炭化硅磚的鋁電解廢耐火材料680千克，以小于2mm的顆粒形式加入；配入粉煤灰和粉煤灰漂珠967千克；配入耐火粘土 623千克，粉 碎過40目篩；配入粉碎的石灰103千克；再加入180千克成孔劑和500千克水。將上述物 料采用強制式攪拌機混料，保障混料均勻，然后采用半干法擠壓成型，將成型后的保溫磚分 批送入干燥室干燥，干燥氣體采用燒成排放煙氣，干燥后氣體用氧化鋁吸附，燒成溫度控制 在1000°C 1260°C，保溫2 4小時。檢驗保溫磚中的可溶氟化物含量為15. %ig/l，氰化 物含量為0. 019mg/l，保溫磚和煙氣有害物質含量達到國家環保標準要求。
實例三
結合圖1，生產原料中配入除去炭質材料和炭化硅磚的鋁電解廢耐火材料1130千克， 以小于2mm的顆粒形式加入；配入粉煤灰漂珠1962千克；配入耐火粘土 1106千克，粉碎過 40目篩；配入粉碎的石灰197千克；再加入900千克水。將上述物料采用強制式攪拌機混 料，保障混料均勻，然后采用半干法擠壓成型，將成型后的保溫磚分批送入干燥室干燥，干 燥氣體采用燒成排放煙氣，干燥后氣體用氧化鋁吸附，燒成溫度控制在1000°C 1260°C， 保溫2 4小時。檢驗保溫磚中的可溶氟化物含量為11. 8mg/l，氰化物含量為0. 011mg/l, 保溫磚和煙氣有害物質含量達到國家環保標準要求。
權利要求
1.一種利用鋁電解廢耐火材料生產保溫磚的方法，各原料經過配料、混料、擠壓成型、 干燥和燒成即生產出保溫磚；其特征在于各原料按重量百分比配比如下鋁電解廢耐火 材料5 % 30 %，粉煤灰或粉煤灰漂珠10 % 50 %，粘結劑15 % 30 %，添加劑1 % 5 %， 成孔劑3% 8%，水10% 20%。
2.根據權利要求1所述的利用鋁電解廢耐火材料生產保溫磚的方法，其特征在于所 述的鋁電解廢耐火材料，要求粒度小于2mm。
3.根據權利要求1所述的利用鋁電解廢耐火材料生產保溫磚的方法，其特征在于所 述的粘結劑為耐火粘土，要求粉碎粒度為200目。
4.根據權利要求1所述的利用鋁電解廢耐火材料生產保溫磚的方法，其特征在于所 述的添加劑為石灰或石灰乳。
5.根據權利要求1所述的利用鋁電解廢耐火材料生產保溫磚的方法，其特征在于所 述的成孔劑采用鋸沫或木炭粉。
6.根據權利要求1所述的利用鋁電解廢耐火材料生產保溫磚的方法，其特征在于所 述的保溫磚用于1000°c以下的各種管道和墻體保溫。
7.根據權利要求1所述的利用鋁電解廢耐火材料生產保溫磚的方法，其特征在于(1)配料;(2)混料，采用強制式攪拌機混料，在加料順序上，粘結劑及水應在鋁電解廢耐火材料 和粉煤灰或粉煤灰漂珠混勻后加入，以保證混料的均一性；(3)擠壓成型，采用半干法成型，所需壓力以15 30t靜壓為宜；(4)干燥，采取快干法以提高生產效率；坯體干燥采用干燥室或隧道式干燥器；干燥所 需熱量由窯爐所排廢氣提供，讓坯體溫度穩定升高，以維持坯體的結構致密，干燥介質的溫 度一般不超過150°C，當干燥后的坯體含水率不超過4%時，入窯燒成；(5 )燒成，燒成溫度控制在1000 V 1260 V，保溫2 4小時。
全文摘要
本發明的利用鋁電解廢耐火材料生產保溫磚的方法，涉及鋁電解生產過程中廢棄的耐火材料的回收利用技術，鋁電解廢耐火材料主要指除去廢陰極炭塊和側部炭化硅的多種耐火材料混合體；將按重量百分比配比的5％～30％鋁電解廢耐火材料，10％～50％粉煤灰或粉煤灰漂珠，15％～30％粘結劑，1％～5％添加劑，3％～8％成孔劑，10％～20％水，經過配料、混料、擠壓成型、干燥和燒成即可生產出保溫磚；同時采用無害化處理措施，使生產出的保溫磚氟化物和氰化物浸出含量低于50mg/l和1.0mg/l，煙氣用氧化鋁吸附,保溫磚可溶有害物和煙氣均滿足國家環保排放標準；且生產的保溫磚可用于1000℃以下的各種管道和墻體保溫。
文檔編號B28B3/20GK102059736SQ20101057121
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月3日 優先權日2010年12月3日
發明者任必軍, 候飛瑞, 王二體, 王智輝, 趙紅軍, 魏應偉 申請人:伊川龍海科技實業有限公司