[发明专利]一种废弃镁碳质耐火材料的高效再利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及废弃耐火材料处理技术，尤其涉及一种废弃镁碳质耐火材料的高效再利用方法。

背景技术

镁碳质耐火材料是钢铁冶炼过程中最常用的耐火材料之一，主要用于转炉以及钢包等。镁碳质耐火材料主要以氧化镁和石墨为原料，以树脂为结合剂，均匀搅拌后通过压力成型为制品。

由于出于生产及操作安全等方面上的考虑，这些砌筑在转炉和钢包上的镁碳质耐火材料在使用到一定程度，达到安全使用极限厚度时，就要从转炉和钢包上拆下成为废弃耐火材料。

对于这些废弃的镁碳质耐火材料，目前采用的主要再利用方法有：(1)作为低级耐火材料的原料使用；(2)作为钢铁冶炼的造渣材料使用；(3)作为筑路材料使用。

由于镁碳质耐火材料中含有近75-80％的MgO和12-20％的天然石墨，因此，无论采用上述哪种再利用方法，都没有使废弃镁碳质耐火材料中的重要组分-氧化镁和天然石墨得到高效利用。

发明内容

本发明的目的在于，针对废弃镁碳质耐火材料再利用过程中存在的问题，提出一种废弃镁碳质耐火材料的高效再利用方法，该方法成本低、操作简便、易于实施，可以使废弃镁碳质耐火材料得到高效再利用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种废弃镁碳质耐火材料的高效再利用方法，包括以下步骤：

步骤1、将废弃镁碳质耐火材料破碎；

步骤2、将步骤1破碎后的废弃镁碳质耐火材料在水浴条件下进行水化处理获得浆料，浆料中固体与液体的体积比为1/2-1/5；水化处理时废弃镁碳质耐火材料中的MgO转化为Mg(OH)₂，产生体积膨胀进入浆料；

步骤3、将浆料进行超声波处理，促进疏水性的石墨和Mg(OH)₂间的分离；

步骤4、将超声波处理后的浆料进行浮选分离；

步骤5、将步骤4浮选分离获得的上浮部分干燥得到石墨；将浮选分离获得的沉淀部分煅烧，去除其中未能分离的部分石墨和由结合剂碳化所产生的玻璃碳，得到氧化镁。

进一步地，废弃镁碳质耐火材料包括重量配比如下的各组分MgO 70-85％，C 15-30％。

进一步地，步骤1将废弃镁碳质耐火材料粉碎至粒度小于15mm。

进一步地，所述水浴的温度高于80℃，水化处理时间为2-10小时。

进一步地，所述超声波处理时间5-15分钟，采用的超声波频率20-100kHz。

进一步地，所述浮选分离所用捕收剂为煤油，加入量为废弃镁碳质耐火材料量的1-5％wt；起泡剂为2-乙基六醇，加入量为废弃镁碳质耐火材料的1-3％wt。

进一步地，浮选时间为5-20分钟

进一步地，所述干燥温度为80-100℃，干燥时间为2-5小时所述煅烧温度为800℃，煅烧时间为1-2小时。

本发明废弃镁碳质耐火材料的高效再利用方法针对氧化镁和天然石墨的特性，通过对用后废弃镁碳质耐火材料实施破碎、水浴水化、超声波处理、浮选分离以及煅烧处理，使废弃镁碳质耐火材料中的氧化镁和石墨成分得到有效分离和高效利用，与现有技术相比较具有以下优点：

1)该方法成本低、操作简便、易于实施；

2)能使废弃镁碳质耐火材料中的MgO和C组分得到100％高效利用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明：

对照例1-4和本实施例1-5根据粉碎物颗粒粒度、水化时的水浴处理温度、超声波频率大小以及超声波处理时间的不同，对废弃镁碳质耐火材料进行分离处理，分别获取石墨和氧化镁，以达到高效利用废弃镁碳质耐火材料的目的。

具体地，对照例1-4和本实施例1-5以MgO含量为80.9％，天然石墨含量为15.2％的废弃镁碳砖为实施对象，首先将其破碎至不同颗粒粒度。生产上述镁碳砖时使用的主要原料为：纯度98.1％的电熔镁，纯度97.5％的天然石墨以及3％的树脂。称取不同粒度大小的镁碳质破碎物各10kg，投入不同温度的水浴中水化12h。将水化后的浆体从水浴中取出放入不锈钢容器中，然后利用超声波在不同频率下处理。超声波处理结束后，在浆体中加入起泡剂和捕收剂，并搅拌一定时间。静止一定时间后，从容器上部将含有石墨的物体取出，在80℃下干燥12h获得石墨。对于容器内沉淀部分，在80℃下干燥12h，然后在800℃下煅烧3h获得氧化镁。