生产电熔镁铝尖晶石的方法技术

一种生产电熔镁铝尖晶石的方法，属于材料技术领域。步骤为：煅烧：将未经处理过的铝灰原料投入回转窑中，煅烧；酸洗：将铝灰放入水槽中，加入稀酸，在室温下搅拌，放掉酸液，离心分离后，在２００℃下失去表面水分；第一步电熔，将铝灰、碳素材料、铁屑按质量比１００∶６－９∶８－１４的配比混合均匀，加入到电弧炉中，控制电压和电流，进行还原反应；第二步电熔，增加电场，按照Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］含量６５％、ＭｇＯ含量３０％比例加入轻烧镁砂，精炼，然后将熔液到出冷却，制得氧化铝含量在６３－６７％之间的镁铝尖晶石；将镁铝尖晶石破碎后水洗，经脱水，干燥后，进行磁选。本发明专利技术采用废弃物铝灰为原材料生产镁铝尖晶石材料，降低了成本，又利于环境保护。

【技术实现步骤摘要】
生产电熔镁铝尖晶石的方法
本专利技术涉及的是一种材料
的方法，具体是一种利用废弃物铝灰生产电熔镁铝尖晶石的方法。
技术介绍
在铝生产和加工生产过程产生大量铝灰，对生态环境造成的破坏非常严重，也已经引起各方面的高度重视，形成制约我国铝工业发展的“绿色屏障”。铝灰的再生利用是整个铝生产和加工循环链的最后一环，据统计，每生产1000吨铝，就要产生25吨左右的铝灰。真正能回收的铝只能占铝灰重量的10％~30％左右，经铝回收后产生大量的废铝灰，堆积在厂区或填埋，不仅造成资源的浪费，同时也造成环境的污染。因此，实现铝灰资源的循环使用，将减少对生态环境造成的影响，是解决经济和社会发展中资源、能源和环境限制，保障日益增长需求的有效途径。目前国内外废铝灰的处理方式除填埋外，主要是制作合成聚合氯化铝(净水剂)。对废铝灰进行填埋，成本高，浪费了资源，同时容易产生二次污染。生产净水剂又产生大量的有害化工废料，也存在产生二次污染问题。因而，上述解决途径不符合生态环境的要求。近年来，国内外有学者尝试用废铝灰合成制作无机材料。经对现有技术的文献检索发现，刘大强等在《哈尔滨理工大学学报》(1996年，第二期，第48-50页)发表的“铝灰生产棕刚玉的工艺”，该文中提出采用电炉熔炼工艺，用铝灰生产棕刚玉，具体方法为：以无烟煤作为杂质的还原剂，以铁屑作为沉淀剂，用经预处理的化工废料铝灰，经电炉熔炼生产棕刚玉，所得产品指标已达二级产品指标(88％氧化铝)，其中部分产品达到GB1478-81(氧化铝不少于92.5％，二氧化钛1.5-3.8％)的国家标准。其不足在于：目前市场上需求的棕刚玉的氧化铝含量通常在95％左右，因铝灰成份复杂，代替矾土生产的棕刚玉技术指标尚未达到市场要求，应用困难。该方法采用的铝灰是提取-->过碱式氯化铝的废铝灰，不具代表性。而部分地区的铝灰成份中含有大量的氧化镁，采用电熔工艺难以处理成单一的刚玉材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提出了一种生产电熔镁铝尖晶石的方法，使其采用废弃物铝灰为原材料生产镁铝尖晶石材料，既降低了镁铝尖晶石的成本，又消耗了容易造成环境污染的废弃物铝灰，既带来了经济效益，又利于环境保护。本专利技术是通过以下技术方案实现的，具体步骤为：a)煅烧：将未经处理过的铝灰原料投入回转窑中，煅烧，其中的Al部分转变成为Al2O3，形成稳定的铝灰混合物。所述的煅烧，其温度为1100℃。b)酸洗：将铝灰放入水槽中，加入稀酸，在室温下搅拌，放掉酸液，离心分离后，在200℃下失去表面水分。所述的稀酸，是指稀释过的硫酸或草酸，硫酸或草酸重量比浓度为10～20％。所述的搅拌，其时间为30min。c)第一步电熔，将铝灰、碳素材料、铁屑按质量比100∶6-9∶8-14的配比混合均匀，加入到电弧炉中，控制电压和电流，进行还原反应，去除铝灰中的二氧化硅，二氧化钛和杂质，使熔液中Al2O3+MgO含量大于95％。所述的电压，控制在60V。所述的电流，控制在1350A-1600A之间。所述的还原反应，其时间为80-100分钟。d)第二步电熔，增加电场，按照Al2O3含量65％、MgO含量30％的成份比例加入轻烧镁砂，进行精炼，然后将熔液到出冷却，即制得氧化铝含量在63-67％之间的镁铝尖晶石。所述的增加电场，电流控制在1500-2000A之间。所述的轻烧镁砂，其铝灰含量为15~25％。所述的精炼，其时间为30～50分钟。e)将镁铝尖晶石破碎后水洗，以除去灰尘和尖晶石细粉，经脱水，干燥后，进行磁选，除去磁性物质。-->本专利技术具有实质性特点，通过对废铝灰进行煅烧和酸洗，得到质量稳定的铝灰，通过两步熔炼得到氧化铝含量在63-67％之间的镁铝尖晶石。镁铝尖晶石在炼钢钢包耐火材料，滑动水口、浸入式或长水口等功能性耐火材料方面有着广泛的应用前景。具体实施方式通过实施例对本专利技术的技术方案进行详细描述。实施例1：铝灰主要成份：Al2O3含量29.62％，Al含量22.58％，SiO2含量9.32％，MgO含量12.37％。铝灰在1100℃下煅烧，在加入10％浓度的硫酸的水槽中室温下搅拌30分钟，烘干后取150公斤铝灰，加12公斤焦炭和15公斤铁屑混合均匀进行熔炼，加入电弧炉，电压60V，电流1500A，熔炼90分钟，增加电流到1800A最后加入30公斤轻烧镁砂，待料全部熔化完后，再精炼30分钟。冷却后进行破粉碎，将破碎后的尖晶石进行水洗，以除去灰尘和尖晶石细粉，经脱水，干燥后，进行磁选，除去磁性物质。所得到的镁铝尖晶石的理化指标为：Al2O3含量64.62％，MgO含量31.02％，SiO2含量1.23％，体积密度3.42g/cm3，显气孔率2.7％。实施例2：铝灰主要成份：Al2O3含量31.62％，Al含量22.35％，SiO2含量7.32％，MgO含量11.26％。铝灰在1100℃下煅烧，在加入15％浓度的草酸的水槽中室温下搅拌30分钟，烘干后取150公斤铝灰，加12公斤焦炭和15公斤铁屑混合均匀进行熔炼，加入电弧炉，电压60V，电流1400A，熔炼80分钟，最后加入30公斤轻烧镁砂，待料全部融化完后，再精炼30分钟。冷却后进行破粉碎，将破碎后的尖晶石进行水洗，以除去灰尘和尖晶石细粉，经脱水，干燥后，进行磁选，除去磁性物质。所得到的镁铝尖晶石的理化指标为：Al2O3含量65.12％，MgO含量30.52％，SiO2含量1.35％，体积密度3.41g/cm3，显气孔率2.8％。-->实施例3：铝灰主要成分：Al2O3含量26.62％，Al含量22.86％，SiO2含量10.32％，MgO含量11.67％。铝灰在1100℃下煅烧，在加入20％浓度的硫酸的水槽中室温下搅拌30分钟，烘干后取150公斤铝灰，加12公斤焦炭和15公斤铁屑混合均匀进行熔炼，加入电弧炉，电压60V，电流1600A，熔炼100分钟，最后加入30公斤轻烧镁砂，待料全部融化完后，再精炼30分钟。冷却后进行破粉碎，将破碎后的尖晶石进行水洗，以除去灰尘和尖晶石细粉，经脱水，干燥后，进行磁选，除去磁性物质。所得到的镁铝尖晶石的理化指标为：Al2O3含量63.62％，MgO含量32.52％，SiO2含量1.23％，体积密度3.42g/cm3，显气孔率2.7％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产电熔镁铝尖晶石的方法，其特征在于，具体步骤为：ａ）煅烧：将未经处理过的铝灰原料投入回转窑中，煅烧，其中的Ａｌ部分转变成为Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］，形成稳定的铝灰混合物；ｂ）酸洗：将铝灰放入水槽中，加入稀酸，在室温下搅拌 ，放掉酸液，离心分离后，在２００℃下失去表面水分；ｃ）第一步电熔，将铝灰、碳素材料、铁屑按质量比１００∶６－９∶８－１４的配比混合均匀，加入到电弧炉中，控制电压和电流，进行还原反应，去除铝灰中的二氧化硅、二氧化钛和杂质，使熔液中Ａｌ ↓［２］Ｏ↓［３］＋ＭｇＯ含量大于９５％；ｄ）第二步电熔，增加电场，按照Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］含量６５％、ＭｇＯ含量３０％的成份比例加入轻烧镁砂，进行精炼，然后将熔液到出冷却，制得氧化铝含量在６３－６７％之间的镁铝尖晶石；ｅ ）将镁铝尖晶石破碎后水洗，以除去灰尘和尖晶石细粉，经脱水，干燥后，进行磁选，除去磁性物质。

【技术特征摘要】
1、一种生产电熔镁铝尖晶石的方法，其特征在于，具体步骤为：a)煅烧：将未经处理过的铝灰原料投入回转窑中，煅烧，其中的Al部分转变成为Al2O3，形成稳定的铝灰混合物；b)酸洗：将铝灰放入水槽中，加入稀酸，在室温下搅拌，放掉酸液，离心分离后，在200℃下失去表面水分；c)第一步电熔，将铝灰、碳素材料、铁屑按质量比100∶6-9∶8-14的配比混合均匀，加入到电弧炉中，控制电压和电流，进行还原反应，去除铝灰中的二氧化硅、二氧化钛和杂质，使熔液中Al2O3+MgO含量大于95％；d)第二步电熔，增加电场，按照Al2O3含量65％、MgO含量30％的成份比例加入轻烧镁砂，进行精炼，然后将熔液到出冷却，制得氧化铝含量在63-67％之间的镁铝尖晶石；e)将镁铝尖晶石破碎后水洗，以除去灰尘和尖晶石细粉，经脱水，干燥后，进行磁选，除去磁性物质。2、根据权利要求1所述的生产电熔镁铝尖晶石的方法，其特征是，步骤a)中，所述的煅烧，其温度为1100℃。3、根据权利要求1所述的生产电熔镁铝尖晶石...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海，王俊，孙宝德，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]