專利名稱：剛玉回收制劑和剛玉的回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種剛玉回收制劑和剛玉的回收方法。
背景技術(shù)：
隨著我國鋼鐵冶金、水泥、陶瓷等工業(yè)的迅速發(fā)展，耐火材料的消耗大大增加。2004年據(jù)對全國30個省市自治區(qū)136家耐火材料企業(yè)統(tǒng)計(jì)，全國耐火材料產(chǎn)量1867. 51萬噸，粗鋼產(chǎn)量達(dá)2. 7億噸，耐火材料的消耗量已達(dá)800 900萬噸，耐/鋼比29 33kg/噸鋼。鋼鐵生產(chǎn)廠家消耗最大量的耐火材料，其煉鋼爐爐襯、精煉爐爐襯、傳送爐爐襯和熱處理爐爐襯每年消耗耐火材料產(chǎn)量的60%以上(煉鋼廠用過的耐火材料的回收再利用，徐慶斌，國外耐火材料，1999，10 :3)。與此同時，也造成了耐火材料資源及耐火材料的大量消耗，每年由此而產(chǎn)生的廢舊耐火材料高達(dá)300多萬噸(淺談耐火材料的綜合利用，孫杰璨等，山東冶金，2006，28(1) :48)。大量的用后耐火材料被廢棄，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。 現(xiàn)有研究已經(jīng)表明，這些用后耐火材料中的大部分具有再利用價值。例如煉鋼爐滿爐齡后，煉鋼爐就報(bào)廢了，其中作為爐襯磚的耐火材料含有高達(dá)55%-90%的白剛玉，價值很高。如果回收其中的白剛玉可以產(chǎn)生很高的經(jīng)濟(jì)效益，同時也能減少環(huán)境污染。由此，用后廢棄耐火材料的循環(huán)利用工作顯得越來越重要，然而現(xiàn)有研究尚處于起步階段?，F(xiàn)有報(bào)道對用后耐火材料的回收利用有以下幾種，均是直接將廢料粉碎后進(jìn)行再加工。I、把鎂碳系和鎂鋁碳系的煉鋼精煉爐廢磚，經(jīng)粉碎、整粒和等比混合后，代替部分輕燒白云石，作為70t精煉爐精煉合金結(jié)構(gòu)鋼的造填料使用。(煉鋼精煉爐廢磚的有效利用，岑永權(quán)，上海金屬，1996，01)。2、用硅酸鋁質(zhì)耐火材料廢料制備性能優(yōu)良的工業(yè)陶瓷，制備一系列三氧化二鋁含量從45%至85%的氧化鋁基瓷球(用硅酸鋁質(zhì)耐火材料廢料制備氧化鋁基陶瓷的技術(shù)及機(jī)理研究，鐘蓮云，武漢理工大學(xué)博士論文，2006 )。3、以用后廢棄鋁鎂碳磚和廢棄鎂碳磚為主要原料，加入石墨，進(jìn)行再生鋁鎂碳磚和鎂碳磚；(用后耐火材料的再生利用，田守信.耐火材料，2002，(6) :339)。4、以用后鎂碳磚、鋁灰、鋁鈦渣和鋁鉻渣為原料，添加二氧化鈦，氧化鉻合成鎂鋁尖石(用后耐火材料合成鎂鋁尖晶石的研究，于朋朋，鋼鐵冶金，2012)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中對于耐火材料的回收方法存在均是直接使用耐火材料廢料進(jìn)行加工制備再生產(chǎn)品，而由于廢料組成不確定局限了再生產(chǎn)品的種類和性能，并且其中的價值較高的耐火材料并沒有得到有效利用等的缺陷，而提供了一種能夠直接將廢料中的剛玉徹底分離出來，得到干凈的剛玉，產(chǎn)品用途不受限制的剛玉回收制劑和剛玉的回收方法。
本發(fā)明提供一種剛玉回收制劑為水溶液制劑，含有質(zhì)量百分濃度4. 5% 15%的HCl，質(zhì)量百分濃度O. 5% 8. 5%的H3PO4,100 IOOOppm的水解聚馬來酸酐，和O. 5 5kg/m3 的 NH4Cl。本發(fā)明中，所述的剛玉回收制劑較佳的含有質(zhì)量百分濃度為15%的HC1、質(zhì)量百分濃度8. 5%的H3P04、IOOOppm的水解聚馬來酸酐和O. 5kg/m3的NH4CL本發(fā)明的剛玉回收制劑較佳的溶質(zhì)為由質(zhì)量百分濃度4. 5% 15%的HC1，質(zhì)量百分濃度O. 5% 8. 5%H3P04,100 IOOOppm的水解聚馬來酸酐，和O. 5 5kg/m3的NH4Cl組成。本發(fā)明中，所述HCl、H3PO4和NH4Cl為本領(lǐng)域常規(guī)試劑，均市售可得。本發(fā)明中，所述的水解聚馬來酸酐為本領(lǐng)域常規(guī)所說，是一種低分子量聚電解質(zhì)，一般相對分子量為40(Γ800，外觀為淺黃色至棕紅色透明液體，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 10535-1997中的指標(biāo)，固含量一般為50%，如青島天蘭電力實(shí)業(yè)有限公司的水解聚馬來酸酐，其產(chǎn)品規(guī)格為固形物含量> 48%，平均分子量> 450。本發(fā)明所述的剛玉回收制劑中還可含有常規(guī)添加的各種其他添加劑，只要其不顯著影響本發(fā)明剛玉回收制劑效果即可，如多聚磷酸鈉Na5P3Oltl，磷酸氫二銨等等。本發(fā)明的剛玉回收制劑的制備方法按本領(lǐng)域常規(guī)均勻混合即可。本發(fā)明還提供一種剛玉的回收方法包括如下步驟將經(jīng)粉碎和磁選除鐵后的廢剛玉耐火材料的顆粒，于前述剛玉回收制劑中浸泡，之后清洗即可。本發(fā)明中，所述的廢剛玉耐火材料為本領(lǐng)域常規(guī)所說主要成分為剛玉的耐火材料，一般來自廢棄的高爐、煉鋼爐、鐵水包或鋼水包。本發(fā)明中，所述的粉碎為本領(lǐng)域常規(guī)操作，一般通過粉碎機(jī)操作，較佳的粉碎后的顆粒粒徑為< 2cm。粉碎后，按常規(guī)清水洗掉粉末狀粘結(jié)層。本發(fā)明中，所述的磁選除鐵為本領(lǐng)域常規(guī)操作，一般通過磁選機(jī)操作。本發(fā)明中，所述的經(jīng)粉碎和磁選除鐵后的廢剛玉耐火材料的顆粒一般按照本領(lǐng)域常規(guī)清洗除去粉末粘土。本發(fā)明中，所述的剛玉回收制劑的用量較佳的為I. 8 2. 5kg溶液/kg廢剛玉耐火材料。本發(fā)明中，所述的浸泡為本領(lǐng)域常規(guī)操作，較佳的浸泡條件為浸泡2 48小時。一般常溫浸泡，所述的常溫一般為0°c 40°C。本發(fā)明中，所述的清洗為本領(lǐng)域常規(guī)操作，一般攪拌水洗即可。本發(fā)明中，所述的清洗之后按照本領(lǐng)域常規(guī)進(jìn)行干燥，獲得干燥終產(chǎn)品。本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，本發(fā)明中上述的各技術(shù)特征的優(yōu)選條件可以任意組合得到本發(fā)明較佳實(shí)例。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明方法能夠直接將廢剛玉耐火材料中的剛玉徹底分離出來，得到干凈的剛玉，產(chǎn)品用途不受限制，可用于電解鋁、耐火材料、磨料等廠家；并且其回收成本僅為全新白剛玉的幾分之一，甚至接近鋁礬土原礦的價格，效益極為可觀。


圖I為實(shí)施例2分離得到剛玉的外觀照片。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商品說明書選擇。下述實(shí)施例中，所用水解聚馬來酸酐購自電力實(shí)業(yè)有限公司的，產(chǎn)品規(guī)格為固形物含量> 48%，平均分子量> 450。剛玉回收均在常溫下操作。實(shí)施例I廢剛玉耐火材料的預(yù)處理將廢剛玉耐火材料粉碎后得顆粒粒徑< 2cm，磁選除鐵，清洗除去粉末粘土，即得 廢剛玉耐火材料的顆粒。實(shí)施例2剛玉回收制劑為水溶液制劑含有質(zhì)量百分濃度為15% HC1、質(zhì)量百分濃度8. 5%的H3P04、IOOOppm水解聚馬來酸酐和O. 5kg/m3的NH4Cl。各成分均勻混合即得。將實(shí)施例I的廢剛玉耐火材料的顆粒100kg，浸泡于200kg的上述剛玉回收制劑中，浸泡38小時，再經(jīng)攪拌水洗得到2/3廢剛玉耐火材料的粘結(jié)層完全松散脫落，得到剛玉68kg，如圖I所示剛玉非常干凈，余下1/3部分中的一半只有極少量粘結(jié)層殘余，還有約一半有部分粘結(jié)層殘余。實(shí)施例3剛玉回收制劑為水溶液制劑含有質(zhì)量百分濃度為15% HC1、質(zhì)量百分濃度O. 5%的H3PO4UOOppm水解聚馬來酸酐和5kg/m3NH4Cl。各成分均勻混合即得。將實(shí)施例I的廢剛玉耐火材料的顆粒100kg，浸泡于200kg的上述剛玉回收制劑中，浸泡48小時，再經(jīng)水洗攪拌得到約1/2廢剛玉耐火材料的粘結(jié)層完全松散脫落，而浸脫不掉的多為泥黃色粘結(jié)層和漂白色粘結(jié)層，效果較好。實(shí)施例4剛玉回收制劑為水溶液制劑含有質(zhì)量百分濃度為5. 5% HC1、質(zhì)量百分濃度4. 5%的H3P04、IOOOppm水解聚馬來酸酐和5kg/m3NH4Cl。各成分均勻混合即得。將實(shí)施例I的廢剛玉耐火材料的顆粒100kg，浸泡于200kg的上述剛玉回收制劑中，浸泡5. 5小時，再經(jīng)水洗攪拌得到近2/3廢剛玉耐火材料的粘結(jié)層大部分脫落，僅余少量殘余，少數(shù)顆粒上的粘結(jié)層脫落較少。實(shí)施例5剛玉回收制劑為水溶液制劑含有質(zhì)量百分濃度為4. 5% HC1、質(zhì)量百分濃度4. 5%的H3P04、IOOOppm水解聚馬來酸酐和5kg/m3NH4Cl。各成分均勻混合即得。將實(shí)施例I的廢剛玉耐火材料的顆粒100kg，浸泡于250kg的上述剛玉回收制劑中，浸泡2小時，再經(jīng)水洗攪拌得到近2/3廢剛玉耐火材料的粘結(jié)層大部分脫落，僅余少量殘余，少數(shù)顆粒上的粘結(jié)層脫落較少。實(shí)施例6剛玉回收制劑為水溶液制劑含有質(zhì)量百分濃度為15% HC1、質(zhì)量百分濃度8. 5%的H3PO4、質(zhì)量百分濃度1%多聚磷酸鈉Na5P3CVIOOOppm水解聚馬來酸酐和O. 5kg/m3的NH4Cl0各成分均勻混合即得。將實(shí)施例I的廢剛玉耐火材料的顆粒100kg，浸泡于180kg的上述剛玉回收制劑中，浸泡40小時，再經(jīng)攪拌水洗得到2/3廢剛玉耐火材料的粘結(jié)層完全松散脫落，得到剛玉干凈，余下1/3部分中的一半只有極少量粘結(jié)層殘余，還有約一半有部分粘結(jié)層殘余。對比例1-4對比例1-4制劑分別為質(zhì)量百分濃度為5%，10%, 15%，20%硫酸溶液。分別將實(shí)施例I的廢剛玉耐火材料的顆粒100kg，浸泡于200kg的對比例1-4的制劑中，浸泡I周時間，各種類型的粘結(jié)層均無脫離，無法得到干凈的剛玉。對比例5-6 對比例5-6制劑分別為質(zhì)量百分濃度為10%，20 %草酸溶液。分別將實(shí)施例I的廢剛玉耐火材料的顆粒100kg，浸泡于200kg的對比例5_6的制劑中，浸泡I周時間，各種類型的粘結(jié)層均無脫離，無法得到干凈的剛玉。對比例7對比例7制劑為質(zhì)量百分濃度為4. 5%鹽酸溶液。將實(shí)施例I的廢剛玉耐火材料的顆粒100kg，浸泡于200kg的對比例7的制劑中，浸泡用21小時，僅約1/4的粘結(jié)層松散脫落，效果較差。
權(quán)利要求
1.一種剛玉回收制劑，其特征在于，其為水溶液制劑，含有質(zhì)量百分濃度4. 5% 15%的HCl，質(zhì)量百分濃度O. 5% 8. 5%的H3PO4,100 IOOOppm的水解聚馬來酸酐，和O. 5 5kg/m3 的 NH4Cl。
2.如權(quán)利要求I所述的剛玉回收制劑，其特征在于，所述的剛玉回收制劑含有質(zhì)量百分濃度為15%的HC1、質(zhì)量百分濃度8. 5%的H3P04、IOOOppm的水解聚馬來酸酐和O. 5kg/m3的 NH4Cl。
3.如權(quán)利要求I所述的剛玉回收制劑，其特征在于，所述的剛玉回收制劑的溶質(zhì)為由質(zhì)量百分濃度4. 5% 15%的HCl，質(zhì)量百分濃度O. 5% 8. 5%的H3PO4,100 IOOOppm的水解聚馬來酸酐，和O. 5 5kg/m3的NH4Cl組成。
4.如權(quán)利要求Γ3任一項(xiàng)所述的剛玉回收制劑，其特征在于，所述的水解聚馬來酸酐為青島天蘭電力實(shí)業(yè)有限公司的水解聚馬來酸酐。
5.一種剛玉的回收方法，其特征在于，其包括如下步驟將經(jīng)粉碎和磁選除鐵后的廢剛玉耐火材料的顆粒，于如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的剛玉回收制劑中浸泡，之后清洗即可。
6.如權(quán)利要求5所述的剛玉的回收方法，其特征在于，所述的粉碎后的顆粒粒徑為^ 2cm。
7.如權(quán)利要求5所述的剛玉的回收方法，其特征在于，所述的剛玉回收制劑的用量為I.8 2. 5kg溶液/kg廢剛玉耐火材料。
8.如權(quán)利要求5所述的剛玉的回收方法，其特征在于，所述的浸泡的條件為浸泡2 48小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了剛玉回收制劑和剛玉的回收方法。該剛玉回收制劑為水溶液制劑，含有質(zhì)量百分濃度4.5%～15%的HCl，質(zhì)量百分濃度0.5%～8.5%的H3PO4，100～1000ppm的水解聚馬來酸酐，和0.5～5kg/m3的NH4Cl。該回收方法為將經(jīng)粉碎和磁選除鐵后的廢剛玉耐火材料的顆粒，于前述的剛玉回收制劑中浸泡，之后清洗即可。該回收方法能夠直接將廢料中的剛玉徹底分離出來，得到干凈的剛玉，產(chǎn)品用途不受限制。
文檔編號C01F7/02GK102910658SQ20121043653
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者周敏 申請人:上海師范大學(xué)