[發(fā)明專利]預(yù)熔型方坯結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310720524.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN103736953A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張景倚;張會(huì)敏;鄭化;張志明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州裕豐高新材料有限公司
• 主分類號(hào): B22D11/111
• 分類號(hào): B22D11/111
• 代理公司: 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金輔料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種預(yù)熔型方坯結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法。?

背景技術(shù)

我國(guó)是世界上對(duì)能源依賴程度最高的國(guó)家之一，其中煤炭占了能源資源總量的75%左右，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有重要的戰(zhàn)略地位。節(jié)約煤炭資源，對(duì)于保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展，具有十分重要的戰(zhàn)略意義。“十二五”期間，我國(guó)發(fā)展仍處于可以大有作為的重要戰(zhàn)略機(jī)遇期。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快和消費(fèi)結(jié)構(gòu)持續(xù)升級(jí)，我國(guó)能源需求呈剛性增長(zhǎng)，受國(guó)內(nèi)資源保障能力和環(huán)境容量制約以及全球性能源安全和應(yīng)對(duì)氣候變化影響，資源環(huán)境約束日趨強(qiáng)化，“十二五”時(shí)期節(jié)能減排形勢(shì)仍然十分嚴(yán)峻，任務(wù)十分艱巨。應(yīng)充分認(rèn)識(shí)做好“十二五”時(shí)期節(jié)能減排工作的重要性、緊迫性和艱巨性。確保實(shí)現(xiàn)“十二五”時(shí)期節(jié)能減排目標(biāo)。在大多方、圓坯結(jié)晶器保護(hù)渣中固定碳含量都在10-20%范圍，這些固定碳主要來源于優(yōu)質(zhì)焦煤經(jīng)煅燒后生產(chǎn)的增碳劑，和石墨礦石水磨浮選后生產(chǎn)的高碳石墨，這兩種碳質(zhì)材料在生產(chǎn)時(shí)對(duì)大氣和水資源都造成不同程度的污染，在方、圓坯保護(hù)渣原材料中屬于高耗能高污染材料，也使方坯保護(hù)渣的材料成本較高。

近年來，由于鋼鐵行業(yè)的持續(xù)低迷，導(dǎo)致與鋼企相關(guān)的冶金輔料產(chǎn)品的價(jià)格一直在下降，使得企業(yè)的發(fā)展舉步維艱。主要原因是，該產(chǎn)品尤其是高附加值的中空顆粒預(yù)熔型結(jié)晶器保護(hù)渣生產(chǎn)成本高，可降價(jià)的空間相對(duì)較小。如何降低成本、發(fā)展低成本、且性能優(yōu)異的保護(hù)渣產(chǎn)品成為冶金輔料行業(yè)技術(shù)人員亟待解決的問題。

赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時(shí)排出的污染性廢渣，平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁，產(chǎn)生1-2噸赤泥。我國(guó)作為世界第四大氧化鋁廠生產(chǎn)國(guó)，每年赤泥排放量高達(dá)數(shù)百萬噸。大量的赤泥不能充分的被利用，只能依靠大面積的堆場(chǎng)堆放，占用了大量土地，也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，所以最大限度的減少赤泥的產(chǎn)量和危害，實(shí)現(xiàn)多渠道、大數(shù)量的資源化已迫在眉睫。

赤泥的化學(xué)成分根據(jù)生產(chǎn)氧化鋁的方法不同而相差較大，我國(guó)由于鋁土礦的品位，主要采用燒結(jié)法和聯(lián)合法生產(chǎn)，這兩種生產(chǎn)方法所產(chǎn)生的赤泥成分大致相同，與拜耳法所得成分相比具有低鋁低鐵，而高鈣高硅的特點(diǎn)。

赤泥優(yōu)點(diǎn)：赤泥主要成分為氧化鈣、氧化硅、氧化鋁等硅酸鹽化合物，剛好符合結(jié)晶器保護(hù)渣的成分要求。另外赤泥中的有害成分，如高堿性高含氟量皆為保護(hù)渣中必須添加的助溶劑，赤泥作為結(jié)晶器保護(hù)渣的原料使用具有成本低，供應(yīng)量大特點(diǎn)。

赤泥的缺點(diǎn)：具有輻射性；赤泥中TiO_2?含量較大，易生成高熔點(diǎn)物質(zhì)，從而惡化熔渣物化性能，惡化潤(rùn)滑作用，且它是結(jié)晶器液面形成“冷皮”的原因之一；赤泥中氧化鈣、氧化硅，氧化鋁等物質(zhì)所占質(zhì)量百分比不規(guī)則，直接應(yīng)用不利于優(yōu)異性能保護(hù)渣的制備；赤泥的體密為0.67g/cm³過輕，直接影響保護(hù)渣的物化性能。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種生產(chǎn)成本低、環(huán)保節(jié)能的預(yù)熔型方坯結(jié)晶器保護(hù)渣及其制備方法。本發(fā)明技術(shù)方案通過對(duì)赤泥進(jìn)行預(yù)處理得到以赤泥為主的預(yù)熔料，將處理后得到的預(yù)熔料應(yīng)用于結(jié)晶器保護(hù)渣中，使得赤泥在結(jié)晶器保護(hù)渣原料組成中的添加量達(dá)到50%左右，實(shí)現(xiàn)了赤泥廢物重新利用應(yīng)用量的突破，且采用該預(yù)熔料制備得到的方坯保護(hù)渣成分均一，熔融性能穩(wěn)定，且成本較低。

為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供一種預(yù)熔型方坯結(jié)晶器保護(hù)渣，以重量百分含量表示，所述預(yù)熔型方坯結(jié)晶器保護(hù)渣的原料組成為：預(yù)熔料?60～80%，硅灰石4～14%，螢石2～5%，碳酸鈉3～8%，碳質(zhì)材料4～8%，膨潤(rùn)土0～3%，糊精2%，石英?0～8%和碳酸鋰?0～3%；

以重量百分含量表示，所述預(yù)熔料的原料組成為：赤泥60～70%，石英6～24%，方解石4～12%，粘土2～4%和硫酸鋇2～8%。

根據(jù)上述的預(yù)熔型方坯結(jié)晶器保護(hù)渣，所述碳質(zhì)材料為石墨和炭黑中的任一種或兩種的混合物。

根據(jù)上述的預(yù)熔型方坯結(jié)晶器保護(hù)渣，所述赤泥中各種化學(xué)成分的重量百分含量為Al₂O_3?8.0～19%，SiO₂?16～25%，F(xiàn)e₂O_3?4.0～7.0%，CaO?28～38%，Na₂O?3.5～5.9%。

根據(jù)上述的預(yù)熔型方坯結(jié)晶器保護(hù)渣，所述石英、方解石、粘土和硫酸鋇的粒度均為150～250目。

根據(jù)上述的預(yù)熔型方坯結(jié)晶器保護(hù)渣，所述預(yù)熔料的加工方法為：