废旧耐火材料制备再生颗粒料的新工艺

　　废旧耐火材料制备再生颗粒料的新工艺

　　我国每年产生400多万吨废旧耐火材料，其中仅有20%得到简单再利用，其余的作为工业垃圾被废弃或掩埋[1]，不仅浪费了资源，也污染了环境。以钢铁工业的高炉出铁钩主沟料、渣铁沟料(含预制件)以及转炉钢包镁碳砖为例，虽然含有电熔致密刚玉、电熔棕刚玉、电熔镁砂和特级矾土等高档耐火原料，但使用后往往只是经过简单破碎就直接使用在低档耐火材料或冶金炉料中，附加值较低。

　　为了提高废旧耐火材料的资源利用率和附加值，采用一种新工艺对使用后的主沟料、渣铁沟料和镁碳砖进行再生处理，制备了再生颗粒料，并用再生镁碳颗粒料制成再生镁碳砖在某大型钢厂的钢包渣线部位进行试用，效果较好。

　　再生颗粒料工艺试验

　　1.1废旧耐火材料来源

　　本试验中采用的废旧耐火材料的来源有3种:一

　　是以电熔致密刚玉和高纯碳化硅为主原料的高炉用后主沟料，二是以特级矾土、电熔棕刚玉和高纯碳化硅为主原料的高炉用后渣铁沟残衬，三是转炉钢包包衬渣线部位的用后镁碳砖。

　　1.2制备再生颗粒料的工艺流程

　　本试验中采用新工艺对上述废旧耐火材料进行

　　再生处理，主要工艺步骤如下：

　　(1)将混入用后主沟料中的渣铁(约占用后主沟料质量的5%～10%)挑出;将用后渣铁沟预制件表面的渣铁(约占用后渣铁沟预制件质量的30%)除去，并用冲击钻破碎;将用后转炉钢包镁碳砖表面的渣铁(约占用后镁碳砖质量的5%～10%)去除。

　　(2)用PEX250×400型颚式破碎机将废旧耐火材料破碎成<30mm的颗粒料。用后镁碳颗粒料再进水化干燥窑进行水化分解和干燥，然后用对辊破碎机细碎到5mm以下。其他两种用后颗粒料直接用对辊破碎机细碎到8mm以下。

　　(3)用SXG-260KL型颗粒整形机中整形20～45min。具体整形时间根据假颗粒的实际去除情况而定。

　　(4)将整形好的颗粒料用磁选机除铁，然后根据其临界颗粒的大小，用2ZD918型振动筛筛分，最后分析其化学组成。与传统工艺相比，新工艺增加了水化干燥窑和颗粒整形设备，用后镁碳颗粒经水化干燥窑充分水化分解去除，再用颗粒整形机通过轮子的碾压使废旧中原始骨耐火材料料与基质分离，经过筛分后即可获得价值较高的再生颗粒料。

　　1.3制备再生颗粒料的工艺要点

　　采用新工艺对废旧耐火材料进行再生处理时，要注意以下工艺要点：

　　(1)废旧耐火材料加工前需人工分选和除杂，去除其中的冷钢、大块渣铁和其他杂质，提高骨料的质量，并避免在加工过程中损伤设备。

　　(2)颗粒整形机的选择。颗粒整形机轮碾压力过大，容易破坏骨料颗粒;轮碾压力过小，碾压效果不明显。碾轮上须有升降弹簧，可根据物料高度自动调节碾轮高度。建议购买专业的颗粒整形设备。

　　(3)整形时间的控制。整形时间太短，原始骨料与基质不能有效分离，“假颗粒”较多;整形时间太长，原始骨料也会被碾碎，利用价值降低。

　　(4)磁选工艺。应选择磁选效果较好的中强磁设备，最好选用双滚磁选机;上下滚筒表面场强匹配要合理，必要时可重复磁选过程。

　　1.4结果与分析

　　1.4.1再生颗粒料的形貌

　　采用传统工艺与新工艺制备的再生颗粒料的形貌可以看出，采用传统工艺制得的再生颗粒料，其原始骨料与基质层部分不能有效分离，属于“假颗粒”。采用新工艺制得的再生颗粒料粒形棱角较分明，与原始骨料相似，表明废旧耐火材料中的原始骨料与基质分离较好。除了再生颗粒料的品质提升以外，新工艺还使三种废旧耐火材料骨料的收得率分别提高了3～5百分点。

　　1.4.2再生颗粒料的粒度组成

　　采用新工艺制得的三种再生颗粒料的粒度组成。可知，再生颗粒料的粒度大部分集中在5～1mm，这与生产制品所需的原料粒度基本相符。

　　1.4.3再生颗粒料的化学组成

　　再生刚玉颗粒料、再生矾土颗粒料和再生镁碳颗粒料的化学组成可以看出采用新工艺制备的再生颗粒料的化学组成更加接近原生料的水平。

　　2再生颗粒料的应用

　　加入60%(w)再生镁碳颗粒料制成了再生镁碳砖，在某大型钢厂转炉钢包渣线部位(砌筑了3环)使用93次下线中修，未出现剥落和异常熔损等情况，使用效果与非再生镁碳砖相当。

　　3结论

　　采用新工艺处理废旧耐火材料制备的再生颗粒料品质较好，完全可以满足生产使用，在生产应用中效果良好。制备再生颗粒料的新工艺采用流水线作业，简单实用，劳动强度低，生产效率高，环境污染小，能耗低。