[發明專利]一種高爐水淬渣的利用方法

有效

• 申請號: 201711207678.7
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108046264B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 肖勁;張留運;唐雷;田忠良;李劼
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C01B32/97
• 分類號: C01B32/97
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 蔣太煒

本發明涉及兩種固體廢棄物的回收利用方法。其步驟為：將高爐水淬渣和陰極炭塊分別破碎和過篩，將其按一定的重量配比(1:0.5?2)混合均勻，得到固體混合物A；將混合物A加入酸溶液B中，得到固液混合物C，將C在一定溫度下攪拌4h以上，然后過濾洗滌并干燥；將干燥物在惰性氣氛或者還原性氣氛下加熱到1450℃?1700℃并保溫3?10h，然后降溫至600?900℃并在氧化性氣氛下保溫3?8h，最后降到常溫；將樣品進行酸洗后即可得到碳化硅粉體。本發明所得碳化硅純度高，粒徑小,具有良好的工業應用價值。同時，以高爐水淬渣和廢舊陰極炭塊為原料，對有效降低兩種固體廢棄物的環境污染以及資源回收綜合利用具有積極的意義。

技術領域

本發明涉及一種高爐水淬渣的利用方法，尤其涉及兩種固體廢棄物(煉鐵高爐水淬渣和鋁電解槽廢舊陰極炭塊)的回收利用方法。

背景技術

高爐水淬渣即高爐在煉鐵時由礦石中脈石、燃料中的灰分和熔劑中的非揮發組分和其它一些不能進入生鐵中的雜質組成的一種易熔混合物，經過水淬得到的棄渣。其主要成分有SiO2、C、Al₂O₃，其中SiO2、C的含量達到60％以上。2016年我國鋼鐵產量超過2.5億噸，年產高爐渣接近8000萬噸，同時，目前渣場積存的高爐渣已超過1億噸，冶金企業每年由于棄渣耗用的資金就高達上千萬元，占用大量的空間資源和影響地下水PH值，引發灰塵天氣。

目前對高爐水淬渣的處理方式中：CN 1O5671225A中利用高爐水淬渣和轉爐渣綜合利用，酸浸溶解最后得到硅膠；CN 106587634A中提出利用熔融爐渣，加入純堿、碳酸鉀、氧化鋅、磷酸二氫氨等輔料，制備得到斑紋微晶玻璃的方法；CN 106630648A利用熔融高爐渣、玻璃和發泡劑制備得到發泡玻璃；CN10585867OA提出將高爐水淬渣磨碎，在高壓釜堿液中水熱反應制備得到水合二氧化硅；CN 106587668A以高爐水淬渣以純物理的方法制作為地基空穴填充料；CN 104609749A中以高爐水淬渣、生石灰和純石膏制作填充凝膠材料；此外還有以高爐水淬渣制作水泥、混泥土摻合料和合成托貝莫來石的研究。

鋁電解廢舊陰極炭塊主要成分為炭，另外包括冰晶石、氟化鈉、氰化物、氟化鈣等雜質，是鋁電解槽底部的炭陰極受到高溫熔鹽、電解質、鋁液的持續沖刷和侵蝕后產生的。每生產一噸鋁，排放約10Kg的廢陰極，按照我國目前電解鋁產能來計算，每年廢陰極炭塊的排放量超過30萬噸。其中可溶氟化物和氰化物是的廢舊陰極炭塊嚴重威脅環境安全和生態平衡而被列為危險固體廢棄物。

目前的高爐渣處理方式，大多只是將其簡單處理，如作為填充料；或將其制成水泥、玻璃、凝膠材料等低端產品；而廢舊陰極炭塊的可溶氟和氰會滲入地下水系統，嚴重破壞生態環境，給飲水安全帶來嚴重威脅。

發明內容

本發明針對現有技術存在的不足之處，提供一種高爐水淬渣的利用方法。以高爐水淬渣和鋁電解廢舊陰極炭塊為原料制備碳化硅，解決了“雙廢”污染問題，而且將其資源回收利用，創造出工業價值。

本發明一種高爐水淬渣的利用方法，包括下述步驟：

取高爐水淬渣、廢舊陰極炭塊分別破碎；過300目篩、優選為過400目篩；按質量比，高爐水淬渣：廢舊陰極炭塊小于等于5、優選為1:(0.5-2)、進一步優選為1:1-2取篩下物，混合均勻；得到混合物A；

步驟二

按質量比，混合物A：溶液B＝1:5-10，將步驟一所得混合物A置于溶液B中，在70-90℃以上攪拌至少4h，過濾，洗滌濾渣；洗滌后的濾渣經干燥處理后，得到備用濾渣；所述溶液B為酸溶液；

步驟三

將步驟二所得備用濾渣置于石英坩堝內；在惰性或者還原性氣氛下加熱至1400-1600℃、優選為1450-1480℃，并在最高溫保溫3-10h，然后降溫至600-900℃并在氧化氣氛下保溫3-8h，再降溫到常溫后酸洗后即可得到碳化硅粉體。