[发明专利]一种脱氧合金剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝电解废旧内衬砖的再利用技术，具体涉及一种脱氧合金剂及其制备方法。

背景技术

电解铝工业是国民经济的基础产业，在当今社会发展中起到了重要作用。目前我国铝产量位居世界第一位，超过1500万吨，而且仍然呈快速增长的势头。同时，铝电解在给国民经济带来大量有价值铝锭的同时，也带来了污染。污染源主要是大修后的固体废料——废旧内衬，废旧内衬主要包括废旧阴极和废旧内衬砖。

传统的危险废物填埋法处理给环境带来很大隐患。目前我国有60余家电解铝厂采用碳化硅-氮化硅绝缘内衬材料，产能超过700万吨铝，而且还有近200万吨的产能在建，未来我国新建的大型电解铝槽也大多采用碳化硅-氮化硅绝缘内衬技术。因此在未来的5年内，我国将有大批的装有碳化硅-氮化硅内衬的电解槽进行大修，届时将产生大量的碳化硅-氮化硅废旧内衬，因此研究废旧碳化硅-氮化硅内衬材料的无害化与资源化技术迫在眉睫。

各种炼钢方法中通常是利用氧化法来除去钢中大部分杂质元素和有害物质，这就使得氧化后期钢中溶入过量的氧，过量的氧在钢液中凝固时将逐渐从钢液中析出，会形成夹杂物或气泡，严重影响钢的性能，因此，钢液脱氧是炼钢过程中必要的工艺环节，在出钢过程中加入某些元素与氧发生反应生成不溶于钢水的氧化物，从而达到去除钢水中溶解氧的目的。

如专利申请号201410579325.X和申请号201410674753.0等发明运用镁、铝、铁等金属制作炼钢脱氧剂，以上专利主要根据金属合金作为脱氧剂，专利申请号201310710237.4发明使用钙、硅、三氧化二铝、锰等元素，研究发现，现有的脱氧合金剂只能达到脱氧的效果，并不能同时改善渣系的流动性和渣系对钢液中磷化物、硫化物等夹杂物的吸附。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种脱氧合金剂及其制备方法,将铝电解槽废弃物重新利用，消除其对环境的污染，同时实现废旧材料的无害化和资源化的目，并降低脱氧合金剂的生产成本。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种脱氧合金剂，所述的脱氧合金剂由铝电解废旧内衬砖制备而成。

进一步的，以100份重量单位计，所述的铝电解废旧碳化硅-氮化硅的主要成分包括：SiC为60～75份，Si₃N₄为10～25份，Na₂SiO₃为13份，NaF为2份，其他为杂质。

一种脱氧合金剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将铝电解废旧内衬砖的粒度破碎至5mm以下；

步骤二：将步骤一获得的铝电解废旧内衬砖在300℃以下进行干燥，使其含水量小于内衬砖总重量的1％，得到脱氧合金剂。

本发明的有益效果体现在：

(1)本发明利用铝电解废旧内衬砖制备脱氧合金剂，促使铝电解废旧内衬砖与钢渣中氧快速接触，从而使脱氧反应速度快，脱氧率高。

(2)本发明的废旧内衬砖中的硅、氮元素都是钢的合金化元素，其中所含碳元素在脱氧过程可以提供很好的动力学条件。

(3)本发明的废旧内衬砖中含有一定量的氟化物，有利于改善冶炼渣系的流动性，有利于夹杂物的上浮去除。

(4)本发明的脱氧合金剂成分质量稳定，同时冶炼能耗低，生产成本较低，从而达到对铝电解废旧碳化硅砖固体废弃物的回收利用，提升固体废弃物的附加值。

以下结合具体实施方式对本发明进一步解释说明。

具体实施方式

本发明所指的铝电解废旧内衬砖为铝电解废旧碳化硅-氮化硅砖。

本发明的脱氧合金剂，由铝电解废旧内衬砖制备而成；

其中，以100份重量单位计，所述的铝电解废旧碳化硅-氮化硅的主要成分包括：SiC为60～75份，Si₃N₄为10～25份，Na₂SiO₃为13份，NaF为2份，其他为杂质。

本发明的脱氧合金剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：对铝电解废旧内衬砖进行破碎研磨和过筛，使其粒度达到5mm以下；

步骤二：将步骤一获得的铝电解废旧内衬砖在隧道窑、竖炉或链篦式回转窑内，在300℃以下进行干燥，干燥时间以内衬砖的含水量小于内衬转总重量的1％来确定；

待内衬砖冷却至常温后进行双层膜打包封存，得到脱氧合金剂；