[發明專利]利用廢鋁灰生產六鋁酸鈣的方法

無效

• 申請號: 200810042778.3
• 申請日: 2008-09-11
• 公開（公告）號: CN101353177A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 孫寶德;陳沖;陳海?;王俊
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C01F7/16
• 分類號: C01F7/16
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及一種耐火材料技術領域的制備方法，具體是一種利用廢鋁灰生產六鋁酸鈣的方法。

背景技術

從金屬鋁熔化開始，鋁渣就不可避免的成為副產品，大約占鋁熔體總重量的3～5％，鋁渣是再生鋁的一個重要來源，剛出爐的鋁渣通常含有50％～70％的金屬鋁，經過常規的回收處理后，剩余的廢鋁灰中仍含有15～40％的金屬鋁，因鋁品位較低，一般不再進一步提取鋁而廢棄。廢鋁灰的處理通常采用填埋方式，既造成了資源浪費，又可能帶來環境污染。

在冶金、建材領域中，鋁酸鈣是一種新興的重要物料，不僅在水泥和耐火材料中需要，在煉鋼中是一種優良的精煉劑，鋁酸鈣為CaO和Al₂O₃的二元化合物，在鋁酸鈣的二元化合物中CaO和Al₂O₃兩種化合物存在著多種組合比例：六鋁酸一鈣(CaO·6Al₂O₃，簡寫為CA₆)，二鋁酸一鈣(CaO·2Al₂O₃，簡寫為CA₂)，鋁酸一鈣(CaO·Al₂O₃，簡寫為CA)，七鋁酸十二鈣(12CaO·7Al₂O₃，簡寫為C₁₂A₇)，鋁酸三鈣(3CaO·Al₂O₃，簡寫為C₃A)。這五種化合物中CA、CA₂和CA₆為低鈣型鋁酸鈣，主要存在于高鋁水泥和耐火材料中。C₁₂A₇和C₃A為高鈣型鋁酸鈣，主要用于煉鋼脫硫和凈化鋼水。近年來，CA₆作為一種新型的耐火材料骨料，已經被成功的應用于煉鋼和陶瓷工業窯爐。六鋁酸鈣(CA₆)是CaO-Al₂O₃系中Al₂O₃含量最高的鋁酸鈣相，它的熔點是1830℃，在含鐵熔渣中的溶解度低；在還原氣氛(CO)中的穩定性高；在堿性環境中的化學穩定性好；對熔融金屬和熔渣的潤濕性低(鋼鐵和有色金屬)；另外，它的熱膨脹系數與Al₂O₃相近，可以和氧化鋁以任何比例配合使用。

經對現有技術的文獻檢索發現，李天清等在《工業爐》(2006年，第四期，第43-46頁)上發表的“氧化鋁原材料對合成CA₆多孔骨料性能的影響”，該文中提出采用反應燒結法合成六鋁酸鈣多孔骨料，具體方法為：分別將氧化鋁原材料與碳酸鈣按六鋁酸鈣(CA₆)中Al₂O₃與CaO的化學計量比配料，添加適量有機結合劑，在攪拌機中混合均勻，采用50MPa壓力成型，經110℃干燥24h后，反應燒結制備六鋁酸鈣。其不足在于：采用成本較高，且資源日益緊張的氧化鋁為原材料，并且工藝復雜，生產效率不高，很難得到應用。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種利用廢鋁灰生產六鋁酸鈣的方法，采用廢鋁灰為主要原材料，在對廢鋁灰不做任何處理的前提下，將其生產成純度較高的六鋁酸鈣，既能降低六鋁酸鈣的生產成本，又能保護環境不受污染。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明采用廢鋁灰和氧化鈣為原材料，廢鋁灰和氧化鈣重量百分比為80～97％的廢鋁灰和3～20％，兩者之和為100％，添加還原劑和沉淀劑，還原劑和沉淀劑的用量分別為原材料總重量的5～7％和10～15％，混合均勻，在電弧爐中進行熔煉，得到六鋁酸鈣，將熔煉完成的六鋁酸鈣倒出冷卻，破粉碎，分選，即可用作煉鋼精煉劑及脫硫劑。

所述還原劑為焦炭。

所述沉淀劑為鐵屑。

所述在電弧爐中進行熔煉，其熔煉時間為60～90分鐘。

所述廢鋁灰主要成份的重量百分比為：Al₂O₃含量20～50％，Al含量15～40％，SiO₂含量5～15％，MgO含量5～15％，TiO₂含量0.1～1％，Fe₂O₃含量1～5％，CaO含量2～6％。

所述氧化鈣中CaO重量含量大于90％。