[發(fā)明專(zhuān)利]一種原位提高重金屬固廢熔融爐耐火材料抗腐蝕性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811591203.7
• 申請(qǐng)日: 2018-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109737751B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周吉峙;季美婷;侯昊;張佳;錢(qián)光人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F27D1/16
• 分類(lèi)號(hào): F27D1/16
• 代理公司: 北京權(quán)智天下知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11638
• 代理人: 張廷利

本發(fā)明公開(kāi)了一種原位提高重金屬固廢熔融爐耐火材料抗腐蝕性的方法，本發(fā)明制備材料的方法利用污泥中重金屬污染物去合成材料，而不利用高昂的試劑去合成，并且，原位提升爐壁上耐火材料的抗腐蝕性，材料中主要組分為鎳離子、鐵離子和鉻離子，當(dāng)鋁離子的加入，形成離子之間電子的相互作用，提高改性層面與基體的結(jié)合強(qiáng)度，使得材料的抗腐蝕性得到提升，通過(guò)控制爐內(nèi)的氫氣流速，可以使得沉積材料的厚度得到控制，并且，原位增強(qiáng)耐火材料的方法簡(jiǎn)便，易操作，周期短，成本低，耐腐蝕性能優(yōu)良，具有重要的工程意義，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物資源化利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體廢物處理資源化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種原位提高重金屬固廢熔融爐耐火材料抗腐蝕性的方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)階段我國(guó)固廢熔融過(guò)程中帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題，由于固體廢棄物中氯元素的存在，對(duì)焚燒鍋爐的腐蝕和安全運(yùn)行帶來(lái)了更為嚴(yán)重的影響。例如，中國(guó)專(zhuān)利201510728758.1，名稱(chēng)為一種抗氯氣腐蝕的粉末燒結(jié)金屬多孔體的制備方法，其中是利用鎳元素粉、鉻元素粉與鐵元素粉按質(zhì)量百分比混合形成材料，具有優(yōu)異的抗氯氣腐蝕性能?，F(xiàn)有的材料主要是以試劑反應(yīng)形成，鎳是中等程度的活潑金屬，能耐氟、堿、鹽和許多有機(jī)物質(zhì)的腐蝕，在合金系中添加鎳可以大大提高涂層的耐腐蝕性，特別是在還原性酸中(如HCl、H2SO4)。鉻能顯著增加合金鋼的抗氧化和耐腐蝕性能，在合金表面形成具有保護(hù)性的Cr2O3膜。鉻元素在鎳基合金中起到固溶強(qiáng)化作用，又起著抗高溫腐蝕的作用，后者作用尤為重要。但是，這些金屬涂層具有高成本，制造工藝過(guò)程復(fù)雜等問(wèn)題。目前，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生各種各樣污泥廢棄物，例如含鎳污泥中有10％左右的鎳含量，含鉻污泥中有3-7％的鉻含量。因此，可以利用污泥中的鎳元素、鉻元素、鐵元素、鋁元素等，在熔融爐內(nèi)，將污泥中的金屬組分結(jié)合在一起，原位形成一種廢物基衍生耐火材料的污泥資源化利用新途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種原位提高重金屬固廢熔融爐耐火材料抗腐蝕性的方法，該制備方法簡(jiǎn)便，周期短，制備成本低，并能實(shí)現(xiàn)工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物資源化利用。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種技術(shù)方案：一種原位提高重金屬固廢熔融爐耐火材料抗腐蝕性的方法，包括以下步驟：A、采用含有鐵、鉻、鎳和鋁的污泥做為原料，并對(duì)其進(jìn)行烘干處理，然后按照不同重金屬的含量比例進(jìn)行混合，混合后，其中鉻含量占比為20～45％，鎳為18～24％，鐵為10～40％，鋁為2～5％；B、將步驟(A)中混合后的污泥，加入水，按照固液比1:3～1:6，攪拌15～30分鐘，再經(jīng)過(guò)抽濾，保留固體污泥，放入80～100℃的烘箱烘干；C、將步驟(B)中得到的污泥，用球磨機(jī)在100～300rpm轉(zhuǎn)速下與氯化物混合均勻，然后通過(guò)100目的篩網(wǎng),得到污泥粉末；D、將步驟(C)中所得的污泥粉末，放入熔融爐中，以900～1100℃熔融1～2小時(shí)，得到氣態(tài)的金屬氯化物，采用900～1100℃低于氯化鈣揮發(fā)溫度(1600℃)，氣態(tài)的金屬氯化物主要是由氯化鐵(315℃)，氯化鎳(987℃)、氯化鉻(950℃)和氯化鋁(181℃)揮發(fā)成混合氣體；E、將步驟(D)中所得氣態(tài)金屬氯化物，通入體積比為95:5氮?dú)馀c氫氣的混合氣中，通入的流速為4～15m/s，將金屬氯化物還原成金屬合金，附著在耐火材料表面形成一層膜。

作為優(yōu)選，所述步驟C中的氯化物為氯化鈉或氯化鉀。

作為優(yōu)選，所述步驟E中膜的厚度在0.06～0.15mm之間。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明制備材料的方法利用污泥中重金屬污染物去合成材料，而不利用高昂的試劑去合成，并且，原位提升爐壁上耐火材料的抗腐蝕性，材料中主要組分為鎳離子、鐵離子和鉻離子，當(dāng)鋁離子的加入，形成離子之間電子的相互作用，提高改性層面與基體的結(jié)合強(qiáng)度，使得材料的抗腐蝕性得到提升，通過(guò)控制爐內(nèi)的氫氣流速，可以使得沉積材料的厚度得到控制，并且，原位增強(qiáng)耐火材料的方法簡(jiǎn)便，易操作，周期短，成本低，耐腐蝕性能優(yōu)良，具有重要的工程意義，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物資源化利用。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1