[发明专利]一种废碳化硅-氮化硅耐火砖的再生方法及其应用

说明书

一种废碳化硅‑氮化硅耐火砖的再生方法及其应用，所述方法有方案1：破碎后，加入浸解液浸解，静置，过滤，清洗，干燥，即成；方案2：破碎后，加入氯化铵，加热并恒温，将渣用水浸取，过滤，水洗，干燥，即成；方案3：破碎后，加入氯化铵及水，加热恒温，过滤，干渣水浸，过滤，水洗，干燥，即成；方案4：破碎后，加入氯化铵，采用超临界氨‑乙醇‑甲醇浸取，分离，即成；方案5：破碎后，加入氯化铵，采用超临界二氧化碳浸取，分离，碳化硅‑氮化硅用水浸取，过滤，水洗，干燥，即成。将所得产物在生产耐火砖等方面应用。本发明方法再生所得粉料中，SiC、Si₃N₄含量高；本发明方法反应条件温和，适于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种再生方法及其应用，具体涉及一种废碳化硅-氮化硅耐火砖的再生方法及其应用。

背景技术

当前，我国电解铝的铝冶炼企业已建成产能达4369.8万吨，已运行产能达3673.9万吨。大型铝电解预焙槽的电解温度在950～970℃之间，每生产1吨铝消耗约50kg冰晶石、氟化铝、氟化镁等电解质，由于热作用、化学作用、机械冲蚀作用、电作用、钠和电解质的渗透作用等引起的熔盐反应、化学反应，铝电解槽中的阴极炭块使用一定时间后会破损，一般运行4～7年后需进行大修，拆除下来的主要是废阴极炭块、废耐火材料、废保温材料等固体废弃物，通常情况下，每生产1万吨电解铝将产生约100吨废炭素材料（主要为废阴极炭）、约80吨废耐火材料以及一定数量的保温材料。其中，耐火材料除部分高铝耐火砖、耐火泥外，主要的耐火材料废料就是废碳化硅-氮化硅复合材料耐火砖。

废碳化硅-氮化硅（SiC-Si₃N₄）耐火砖具有超硬耐磨的特点，其主要矿物成分是SiC、Si₃N₄以及在电解过程中浸入的NaF、Na₃AlF₆等，其中的氟化盐以NaF为主，且大多含有微量的氰化物（约0.1%）。废SiC-Si₃N₄耐火砖的主要化学成分为SiC：62～72%、Si₃N₄：16～24%、Al₂O₃：1～3%、Fe₂O₃：0.1～0.4%、Na₂O：3～5%、F：3～5%、f-Si：0.2～0.4%、C：1～3%。

由于碳化硅-氮化硅耐火砖价格昂贵，碳化硅（SiC）、氮化硅（Si₃N₄）材料的市场价值高，且生产SiC、Si₃N₄材料的能耗很高，因此，国内外众多科技人员对废碳化硅-氮化硅耐火砖进行了长期的资源化回收利用研发工作。