[发明专利]赤泥铁还原炉渣轻质泡沫陶瓷的制备方法及铁还原炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种赤泥铁还原炉渣轻质泡沫陶瓷的制备方法及铁还原炉，属于建筑陶瓷制备工艺技术领域。

背景技术

赤泥铁还原炉渣轻质泡沫陶瓷主要应用于内、外墙及保温材料使用。目前普遍采用陶瓷地板砖、抛光砖、大理石板材，是一种消耗自然资源、制造成本高的建筑装饰材料。

工业废料赤泥是金属铝冶炼及工业氧化铝生产时产生的废弃物，对环境污染严重，世界上还没有有效的处理办法。目前主要采用烧结法或拜尔法赤泥作耐火材料、水泥或各种填料使用，但是由于制品性能较差、生产成本较高，附加值较低，而无法大规模推广应用。另外，上述赤泥中含有大量的铁元素，按上述方法处理，由于铁元素无法回收而造成很大浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷，利用工业废弃料，变废为宝，生产使用性能优良、生产成本低的赤泥铁还原炉渣轻质泡沫陶瓷的制备方法及铁还原炉，其技术方案为：

一种赤泥铁还原炉渣轻质泡沫陶瓷的制备方法及铁还原炉，铁还原炉的结构包括：还原炉1、熔池2、炉渣熔池3、铁水熔池4、入料机5、铁水通道6、铁水入口7、炉渣熔体出口8、炉渣熔体通道9、炉渣熔体送料口10、发泡剂入口11、搅拌机12、浮法玻璃窑体13、发泡段14、稳泡段15、退火段16。

所述的赤泥铁还原炉渣轻质泡沫陶瓷的制备方法及铁还原炉，以赤泥为主料添加生焦宝石、废玻璃粉、石英砂、煤矸石、二氧化钛，各组分所占的重量百分比为：赤泥35~82.5%，生焦宝石3~15%，废玻璃粉3~10%，石英砂1~15%，煤矸石10~20%，二氧化钛0.5~5%，其中，赤泥的铁含量为8~40%。

所述的赤泥铁还原炉渣轻质泡沫陶瓷的制备方法及铁还原炉，发泡剂是由碳酸钙、硫酸钙、碳酸镁、硫酸镁的一种或几种与水玻璃和废玻璃粉以重量比为60~90：20~5：20~5均匀混合，干燥后400~700℃保温1-3小时烧成，然后磨细粒度为10~20μm制成的。

所述的赤泥铁还原炉渣轻质泡沫陶瓷的制备方法及铁还原炉，具体包括以下步骤：

（1）配料：赤泥35~82.5%，生焦宝石3~15%，废玻璃粉3~10%，石英砂1~15%，煤矸石10~20%，二氧化钛0.5~5%，并混合均匀制得混合料，其中，赤泥的铁含量为8~40%； 

（2）熔融还原：将上述混合料外加1~5%煤粉充分混合并在温度为1000~1200℃还原气氛下充分还原，然后压块通过入料机5投入到铁还原炉1中的熔池2内，温度为1550~1650℃，气氛为氧化气氛，压块沉入到炉渣熔体液面以下并熔融，通过控制熔池2炉渣熔体上表面与熔池2底部的高度H和铁水液面与熔池2底部的高度h2来控制入料机5的加料速度，还原后形成的铁水下沉到熔池2的底部，而炉渣熔体上浮到熔池2的顶部，使铁水与炉渣熔体自动分离；

（3）发泡：炉渣熔体通过炉渣熔体送料口10与发泡剂入口11送入的发泡剂在搅拌机12的强力搅拌下均匀混合后进入浮法玻璃窑体13中的发泡段14经1~3小时发泡，其中发泡剂的加入量为炉渣熔体重量的3~10%；

（4）稳泡：将形成泡沫后的轻质泡沫陶瓷以5~15℃/min的降温速度降温到850~1000℃，稳泡1~3小时；

（5）退火：将稳泡后的轻质泡沫陶瓷冷却到600℃退火1~3小时，自然冷却到室温，经切割、抛光制得赤泥铁还原炉渣轻质泡沫陶瓷。

所述的赤泥铁还原炉渣轻质泡沫陶瓷的制备方法及铁还原炉，铁水通过铁水熔池4排出，炉渣熔体通过炉渣熔体出口8和炉渣熔体通道9自然流到炉渣熔池3，并进入炉渣熔体送料口10。

本发明与现有技术相比，其优点为：

1、本发明提供的方法可以有效地、大规模地利用烧结法或拜尔法赤泥生产赤泥铁还原炉渣轻质泡沫陶瓷，其副产品为铁，将工业废料赤泥一步转化为铁水和炉渣熔体，并使炉渣熔体直接形成装饰材料轻质泡沫陶瓷，节约了大量能量；

2、工艺简单生产的赤泥铁还原炉渣轻质泡沫陶瓷强度高具有较强的保温性能和装饰特性；

3、发泡剂是由水玻璃和废玻璃粉包覆碳酸钙、硫酸钙、碳酸镁、硫酸镁的一种或几种形成的，在遇到高温时首先水玻璃和废玻璃粉熔融，然后与炉渣熔体交融形成均匀熔体，当温度传到如硫酸钙并达到硫酸钙分解温度时产生分解，而使炉渣熔体发泡；

4、本发明以工业废料为主要原料，不仅降低生产成本，而且降低环境污染，经济环保，废料可以重复利用。

附图说明

图1是本发明所用的铁还原炉的结构示意图；