用后堿性耐火材料的綜合利用方法
【專利摘要】本發(fā)明是關(guān)于各種煉鋼、精煉、有色冶煉和水泥窯用堿性耐火材料的用后殘磚的綜合利用方法，主要有酸溶法提取氧化鎂，水化法制備氧化鎂和碳酸鈣，或鎂鈣質(zhì)熟料，除此之外，原廢磚所含高鋁、石墨及鉻質(zhì)原料可悉數(shù)回收。提出的與多晶硅副產(chǎn)品四氯化硅的處理聯(lián)合的方法，在有效提供酸溶法所需鹽酸的同時(shí)又得到了白炭黑或氮化硅等高附加值產(chǎn)品。提出的水化法制備氫氧化鎂乳液或氫氧化鎂與氫氧化鈣混合乳液用于煙氣脫硫脫磷處理，既實(shí)現(xiàn)氧化鎂的提取，又對(duì)企業(yè)的環(huán)境進(jìn)行了治理，達(dá)到一舉多得的效果。
【專利說明】用后堿性耐火材料的綜合利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及冶金、建材工業(yè)及新能源與環(huán)保領(lǐng)域，主要是各種煉鋼、精煉、有色冶煉和水泥窯用堿性耐火材料的用后殘磚的綜合利用和多晶硅副產(chǎn)品的處理，并可以為廢氣、廢水的脫硫、脫憐提供廉價(jià)的介質(zhì)。
技術(shù)背景:
[0002]全球冶金和建材工業(yè)所用耐火材料主要是堿性耐火材料，包括鎂質(zhì)、鎂鈣質(zhì)、鎂鉻質(zhì)、鎂鋁質(zhì)、鎂碳質(zhì)、鎂鈣碳質(zhì)、鋁鎂碳質(zhì)磚和散狀料，由于設(shè)備內(nèi)襯不能連續(xù)補(bǔ)充以及考慮到設(shè)備的安全性，大部分耐火材料用后都有殘余而拆除成為廢磚。以往的廢磚主要作為廢料與爐渣等一同填埋，少量再生利用，近幾年國(guó)內(nèi)外對(duì)廢耐火材料的利用越來越重視，但綜合利用的方法主要為破碎、分選，再用于其它耐火材料的制造中作為部分原料使用，個(gè)別用于合成新的材料，如堇青石、莫來石、塞隆等。由于廢磚中有滲入的爐渣、金屬、水泥或其它低熔化合物，無論破碎分選后的原料還是合成的新材料，其中的雜質(zhì)含量較高，實(shí)際降低了再生料和合成料的性能，其價(jià)值并不是很高。
[0003]多晶硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的四氯化硅返回生產(chǎn)多晶硅的技術(shù)還不成熟，目前主要用水反應(yīng)生產(chǎn)白炭黑、石英或水晶，用酒精反應(yīng)生產(chǎn)硅酸乙酯等有機(jī)產(chǎn)品。但所有這些四氯化硅的轉(zhuǎn)化利用工藝都會(huì)產(chǎn)生大量鹽酸，而對(duì)鹽酸的綜合利用則沒有引起重視，從而成為了四氯化硅利用項(xiàng)目的包褓。本發(fā)明人在四氯化硅聯(lián)產(chǎn)法綜合利用方法中提出了一個(gè)解決方法，而廢堿性耐火材料的利用和多晶硅副產(chǎn)品的利用聯(lián)合起來考慮則仍是空白。
[0004]含硫和磷煙氣的治理主要是除去二氧化硫、三氧化硫和五氧化二磷，最經(jīng)濟(jì)的方法是用氫氧化鎂和氫氧化鈣乳液，而傳統(tǒng)的制備方法都是白云石和碳酸鈣輕燒水化工藝而來。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明涉及用后堿性耐火材料的綜合利用方法，用鹽酸溶解廢磚和高溫高壓水化廢磚粉后得到氯化鈣、氯化鎂溶液和氫氧化鈣、氫氧化鎂乳液，不溶部分為原耐火材料的石墨、高鋁原料或鉻礦，對(duì)這些物質(zhì)通過物理化學(xué)方法分離后就可以制得氧化鎂、石墨、高鋁原料、鉻礦等同時(shí)綠化鈣可以高溫氧化產(chǎn)生鹽酸和氧化鈣，進(jìn)行循環(huán)使用。
[0006]本發(fā)明還涉及多晶硅生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品——四氯化硅的利用，提出了將廢堿性耐火材料的利用與四氯化硅的利用聯(lián)合起來達(dá)到效益最大化。
[0007]本發(fā)明還提出了廢堿性耐火材料利用與含硫含磷煙氣治理相結(jié)合的工藝，利用企業(yè)使用的廢堿性耐火材料，制成氫氧化鈣和氫氧化鎂乳液，用于企業(yè)各種窯爐煙氣脫硫脫磷處理，再對(duì)其沉淀綜合利用獲取氧化鎂和各種硫酸鹽、磷酸鹽。
[0008]【專利附圖】

【附圖說明】:無。
具體實(shí)施方案:[0009]鋼鐵冶煉、有色冶煉、建材生產(chǎn)所使用的廢堿性耐火材料主要為鎂質(zhì)、、鎂鈣質(zhì)、鎂鉻質(zhì)、鎂鋁質(zhì)、鎂碳質(zhì)、鎂鈣碳質(zhì)、鋁鎂碳質(zhì)耐火材料，品種包括磚和各種散狀料，而較易利用的主要是殘磚。
[0010]實(shí)施例一:酸溶提取法
[0011]首先將廢磚按品種分類堆放，標(biāo)記清楚，并做好各種防護(hù)措施。然后分別將各個(gè)品種的廢磚進(jìn)行機(jī)械或人工處理，除去易分離的附著物如殘?jiān)?、鐵質(zhì)熟料窯皮等。再將各品種廢磚用破粉碎機(jī)械分別進(jìn)行破碎或粉碎，得到各品種所需要的臨界尺寸的顆?；蚣?xì)粉，分別入料倉存放待用。
[0012]將各品種廢磚顆?；蚣?xì)粉定量取出，移動(dòng)到專用反應(yīng)器中，加入鹽酸，進(jìn)行溶解，使氧化鎂和氧化鈣進(jìn)入溶液，得到氯化鎂和氯化鈣及不溶解的石墨、高鋁或鉻礦等殘?jiān)?，分離溶液和殘洛可得到高招原料顆?；蚣?xì)粉，或者石墨粉，或者鉻礦顆粒或細(xì)粉,或者是它們組成的復(fù)合原料。再對(duì)溶液進(jìn)行處理，對(duì)于含鐵較多的廢磚，再溶液中先除去鐵離子是必要的，也是很容易的。如有其它雜質(zhì)，均可用相應(yīng)方法除去。最終是純氯化鎂溶液、或氯化鎂與氯化鈣的混合溶液，用氧化鈣或氫氧化鈣進(jìn)行置換，就可得到氫氧化鎂沉淀和氯化鈣溶液，分離后可得到氫氧化鎂及氯化鈣。
[0013]因此廢磚處理的結(jié)果是得到純度高的氫氧化鎂或氧化鎂，廢磚原有的石墨、高鋁或鉻質(zhì)原料，以及氯化鈣，而這些均是價(jià)值較高的產(chǎn)品，并有廣泛的用途和非常大的市場(chǎng)需求。
[0014]實(shí)施例二:高溫高壓水化分離法
[0015]簡(jiǎn)易的機(jī)械或人工處理及破粉碎分類堆放要求筒例一。
[0016]將各品種廢磚顆?；蚣?xì)粉定量取出，移動(dòng)到高溫高壓釜中，加入比相應(yīng)水化所需水量大的凈水，進(jìn)行高溫高壓水化處理，使氧化鎂和氧化鈣水化，得到氫氧化鎂和氫氧化鈣乳液及不水化的石墨、高鋁或鉻礦等殘?jiān)?，分離乳液和殘?jiān)傻玫礁咪X原料顆粒或細(xì)粉，或者石墨粉，或者鉻礦顆?；蚣?xì)粉，或者是它們組成的復(fù)合原料。再對(duì)乳液進(jìn)行處理，對(duì)于含鐵較多的廢磚，再溶液中先除去鐵離子是必要的，也是很容易的。如有其它雜質(zhì)，均可用相應(yīng)方法除去。對(duì)于不含氧化鈣的堿性廢磚，最終是純氫氧化鎂乳液，干燥后可得到氧化鎂粉，或燒結(jié)后可得到氧化鎂熟料，它們是有價(jià)值的產(chǎn)品。
[0017]對(duì)于含氧化鈣的堿性廢磚，制得的將是氫氧化鎂與氫氧化鈣的混合乳液。而這種混合乳液正是獲取氧化鎂和碳酸鈣等的前驅(qū)物。同時(shí)直接將其干燥煅燒，可以制得鎂鈣質(zhì)耐火熟料，直接用于鎂鈣耐火材料的制造。
[0018]對(duì)于易水化的廢堿性磚，在常溫常壓下進(jìn)行水化處理就可以達(dá)到上述目的，可以不必進(jìn)行高溫高壓水化。
[0019]因此廢磚水化處理的結(jié)果是得到純度高的氫氧化鎂或氧化鎂，碳酸鈣，或鎂鈣熟料，廢磚原有的石墨、高鋁或鉻質(zhì)原料，這些均是價(jià)值較高的產(chǎn)品，也有廣泛的用途和非常大的市場(chǎng)需求。
[0020]實(shí)施例三:同時(shí)利用四氯化硅的酸溶提取法
[0021]此案例在廢磚的處理利用方面與例一沒有區(qū)別，但所用鹽酸為利用四氯化硅與水或氨或氮?dú)夥磻?yīng)后產(chǎn)生的鹽酸，這樣在獲得例一所述產(chǎn)品的同時(shí)，又獲得了白炭黑或氮化娃廣品。[0022]實(shí)施例四:水化處理與煙氣脫硫脫磷處理聯(lián)合
[0023]此案例在廢磚的處理利用方面與例二有關(guān)系。在例二中分離出石墨、高鋁和鉻質(zhì)原料后所得到的氫氧化鎂乳液或氫氧化鈣與氫氧化鎂的混合乳液，用于煙氣脫硫脫磷處理，再對(duì)沉淀進(jìn)行處理，可以獲取氧化鎂、硫酸鹽和磷酸鹽，達(dá)到一舉多得的效果。
【權(quán)利要求】
1.一種用后堿性耐火材料的利用方法，其特征是將其按品種分類，分別用破粉碎機(jī)械破粉碎成不同臨界粒度的顆?；蚣?xì)粉，用電磁等方法將金屬鐵等易分選物質(zhì)分離后，用鹽酸溶解并濾去殘?jiān)影被蛱妓釟浒比肴芤撼ヨF離子，向溶液中加入氧化鈣或輕燒白云石，得到氫氧化鎂沉淀，過濾分離得到氫氧化鎂和氯化鈣，再將鹽酸不溶解的殘?jiān)稍锟傻玫绞蚋咪X質(zhì)原料或鉻質(zhì)原料。
2.權(quán)利要求1所述的用后堿性耐火材料的利用方法，其特征是與多晶硅生產(chǎn)的副產(chǎn)品四氯化硅的處理相結(jié)合，將四氯化硅和水或氨或氮反應(yīng)后得到的鹽酸作為溶解用原料，在獲得氫氧化鎂、氯化鈣、石墨或高鋁或鉻質(zhì)原料的同時(shí)，還得到白炭黑或氮化硅等產(chǎn)品。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征是將所得的氯化鈣加熱分解得到氧化鈣和鹽酸，并分別將它們用于破粉碎的顆?；蚣?xì)粉的溶解和沉淀氫氧化鎂，從而實(shí)現(xiàn)鹽酸和氧化鈣的循環(huán)使用。
4.一種用后堿性耐火材料的利用方法，其特征是首先將其按品種分類，用破粉碎機(jī)械破粉碎成不同臨界粒度的顆?；蚣?xì)粉，用電磁等方法將金屬鐵等易分選物質(zhì)分離后，加入一定量的水后進(jìn)行常溫水化或進(jìn)入高溫高壓釜進(jìn)行水化，得到氫氧化鎂和氫氧化鈣懸浮液和殘?jiān)?，分離出殘?jiān)螅植郊影背ヨF離子，得氫氧化鎂沉淀，或氫氧化鎂與部分氫氧化鈣沉淀，用于氧化鎂提取和碳酸鈣制備，或制造鎂質(zhì)耐火原料或鎂鈣質(zhì)耐火原料，對(duì)殘?jiān)M(jìn)行處理，可得到石墨或高鋁質(zhì)原料或鉻質(zhì)原料。
5.權(quán)利要求4所述的用后堿性耐火材料的利用方法，其特征是將水化后的氫氧化鎂乳液或氫氧化鈣與氫氧化鎂混合乳液與殘?jiān)蛛x后，對(duì)殘?jiān)M(jìn)行處理得到石墨或高鋁質(zhì)原料或鉻質(zhì)原料，而乳液則用于各種窯爐尾氣的脫硫脫磷處理，從而凈化廢氣，并對(duì)脫硫脫磷的廢液加入過量氧化鈣或輕燒白云石提取氧化鎂。
【文檔編號(hào)】B09B5/00GK103537475SQ201210247348
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月13日
【發(fā)明者】蔣明學(xué) 申請(qǐng)人:蔣明學(xué)