[發明專利]一種利用用后鎂碳磚制備再生鎂碳磚的方法

在審

• 申請號: 202011374252.2
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112552028A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 吳小文;張月娜;池朋;沈燦;劉艷改;黃朝暉;房明浩;閔鑫
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: C04B35/043
• 分類號: C04B35/043;C04B35/622;C04B35/632;C04B38/00
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 康震

本發明系一種利用用后鎂碳磚制備再生鎂碳磚的方法，基于綠色環保的理念解決用后鎂碳磚儲量大、回收難的技術問題。主要包括如下幾個步驟：(1)將用后鎂碳磚放入顎式破碎機及振動磨中預處理，經篩分得到3～5mm、1～3mm、0.074～1mm及200目的顆粒。(2)將步驟(1)得到的3～5mm、1～3mm顆?；旌暇鶆蚝蠹尤胝崽侨芤豪^續攪拌，再包裹鱗片石墨，最后加入細粉混合物(0.074～1mm及200目回收顆粒、電熔鎂砂、金屬硅粉充分混合)攪拌得到混合料。(3)將步驟(2)得到的混合料通過干壓成型后置于干燥箱中在200℃下固化24h，得到再生鎂碳磚樣品。本發明以高摻量的用后鎂碳磚代替大部分鎂砂資源，以蔗糖作為環保型結合劑，再生磚具有抗壓強度高、成本低、易混料、易成型等優點。

技術領域

本發明提供一種利用用后鎂碳磚制備再生鎂碳磚的方法，同屬于耐火材料技術領域和世界資源再利用領域。

背景技術

耐火材料是一種壽命有限的消耗性材料，在其使用過程中會因工作層受到嚴重侵蝕或剝落而被拆除廢棄處理。我國每年的用后耐火材料廢棄量約900多萬噸，但目前用后耐火材料的回收再利用率僅為30％，其余通常被填埋。這不僅使耐火材料礦產資源產生極大浪費，對固體廢棄物的不當處理也會造成嚴重的環境污染和土地資源的濫用。同時，隨著礦產資源的減少，原材料價格不斷攀升，耐火材料制品成本增加，企業不得不對廢棄耐火材料加強重視。耐火材料的回收對企業和社會都有著十分重要的意義。

隨著煉鋼煉鐵行業需求的變化，堿性耐火材料——鎂質耐火材料用量越來越大。其中，鎂碳磚正因其良好的抗熔渣滲透性和高溫下的抗熱震性等廣泛用于電爐、轉爐的內襯及鋼包渣線等位置。由此產生的鎂碳磚固體廢棄物也越來越多。用后鎂碳磚的化學成分主要是MgO，通過對鎂碳磚的合理回收利用，不僅可以緩解當前的菱鎂礦資源緊張問題，降低耐火材料的生產成本，對環境的可持續發展也有重要意義。用后耐火材料作為二次資源加以回收利用、使用后耐火材料達到零排放是當前乃至將來研究的重要課題。

目前鎂碳耐火材料的回收利用主要可用作制備再生鎂碳磚、濺渣護爐料、鎂基澆注料或泡沫渣調節劑，還可用于制備耐火陶瓷等。考慮到產品附加值問題，固體廢棄物的回收主要從兩方面出發：提高產品價值或降低回收過程的消耗。本發明從后者出發，通過對用后鎂碳磚進行揀選、破碎、預處理等一系列簡易過程直接回收用于再生鎂碳磚的制備。酚醛樹脂作為鎂碳磚制備過程中最常使用的結合劑，殘碳率高，在埋碳氣氛下可以形成穩定的碳結合，使坯體強度增加，可以增強耐火制品的耐磨性、耐腐蝕性等性能。但是，它在使用過程中會產生酚類、醚類等刺激性有害氣體，污染環境，并對人體造成傷害。本發明采用一般有機物——蔗糖作結合劑，致力于在減少環境污染的同時保證鎂碳磚的性能和使用壽命。

因此，加強廢棄耐火材料的回收對促進環境保護十分重要，同時避免在回收過程中造成二次污染是此次發明的初衷。

發明內容

本發明的目的在于提出了一種工藝簡單、成本低廉的利用用后鎂碳磚制備再生鎂碳磚的方法，具體是一種以儲量大、回收難的用后鎂碳磚為主要原料，蔗糖為結合劑的鎂碳耐火材料的制備方法。

其中制備再生鎂碳磚所用的主要原料為用后廢棄鎂碳磚。

其中制備再生鎂碳磚所用的結合劑為蔗糖溶液，蔗糖與蒸餾水按質量比1：1混合制備。

其中制備再生鎂碳磚所用的添加劑為電熔鎂砂，MgO含量≥95wt％，顆粒粒度≤0.074mm。

其中制備再生鎂碳磚所用的添加劑為鱗片石墨，C含量≥99wt％，顆粒粒度≤0.074mm。

其中制備再生鎂碳磚所用的抗氧化劑為金屬硅粉，顆粒粒度≤0.044mm。