一种制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺，包括如下步骤：将磷石膏、赤泥、添加剂和改性剂混合研磨制成生料，送入窑内焙烧得熟料；将熟料进行溶出，并进行固液分离分离得到的溶液制备氧化铝；将制得的氧化铝与六铝酸钙、镁砂混合研磨得混合粉料，将混合粉料中加入刚玉、铁铝尖晶石和锌铝尖晶石混合均匀得铁水包用耐火浇注料；将分离得到的残渣经浮选得硫化物；硫化物加工制得硫酸。本发明专利技术具有制备铁水包用耐火浇注料和制酸成本低，废渣利用率高，制备的铁水包用耐火浇注料耐压强度高、加热时永久线变化率小、体积密度较大，使得浇注料高温体积稳定性强、热震稳定性高、抗渣性好，工艺简单的特点。

A process for preparing acid castable from molten iron castable refractory

The invention provides a process for preparing refractory castable for ladle of molten iron to produce acid simultaneously, which comprises the following steps: grinding phosphogypsum, red mud, additives and modifiers into raw material, feeding it into kiln to roast clinker, dissolving clinker, and preparing alumina from solution separated by solid-liquid separation; Alumina, calcium Hexaaluminate and magnesia were mixed to grind the mixed powder. Corundum, ferric-aluminum spinel and zinc-aluminum spinel were added to the mixed powder to produce refractory castable for molten iron ladle. The separated residue was floated to obtain sulfide, and sulfide was processed to produce sulfuric acid. The invention has the advantages of low cost for preparing refractory castables and acid making materials for ladles, high utilization rate of waste slag, high compressive strength, small permanent line change rate during heating, large volume density, strong high temperature volume stability, high thermal shock stability, good slag resistance and simple process.

【技术实现步骤摘要】
一种制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺
本专利技术涉及一种制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺，属于冶金化工领域。
技术介绍
对于现有现有的用于铁水包的内衬耐火材料利用刚玉、铁铝尖晶石和锌铝尖晶石作为骨料以提高耐火浇注料的强度，利用磷酸镁水泥保证耐火浇注料在涂覆在熔铝炉后快速凝结定型，浇注料在同时镁砂细粉、磷酸镁水泥中的氧化镁还与氧化铝粉反应生成镁铝尖晶石，以与刚玉、铁铝尖晶石和锌铝尖晶石、六铝酸钙相结合，如此提高了耐火浇注料的抗渣性。但是在现有铁水包用耐火浇注料生产中，大多是采用大量的氧化铝和其它原料加工制备得到，而现有氧化铝的制作工艺复杂、生产成本高，导致氧化铝价格贵，大大的增加了铁水包用耐火浇注料的生产成本。赤泥是用铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物。因其富含铁，呈赤红色泥浆状而得名。每生产1吨氧化铝，大约产生赤泥1.0-2.0吨。我国赤泥的年产生量约为1.0亿吨，累计堆存量约为5亿吨。磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分为硫酸钙（CaSO4），其含量一般可达到70-90%左右。此外，磷石膏还含有多种杂质：未分解的磷矿，未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质等。我国每年排放磷石膏约2000万吨，累计排量近亿吨。磷石膏在建材方面的利用率不到5%，大量磷石膏渣场占用土地，严重污染环境。现目前，针对磷石膏和赤泥的综合利用的技术很少，基本上集中在建材和铺路等传统领域，这造成了磷石膏和赤泥中大量高价值成分的浪费，附加值非常低。而将磷石膏和赤泥综合利用来制铁水包用耐火浇注料，同时联产酸的工艺，未见报道。专利技术目的本专利技术的目的在于，提供一种制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺。本专利技术具有制备铁水包用耐火浇注料和制酸成本低，废渣利用率高，制备的铁水包用耐火浇注料耐压强度高、加热时永久线变化率小、体积密度较大，使得浇注料高温体积稳定性强、热震稳定性高、抗渣性好，工艺简单的特点。本专利技术的技术方案一种制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺，包括如下步骤：A、将磷石膏、赤泥、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料；B、将步骤A制得的熟料进行溶出，并进行固液分离；C、向步骤B分离得到的溶液中加入CO2至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后清洗烘干并灼烧，得氧化铝；D、将步骤C制得的氧化铝与六铝酸钙、镁砂混合研磨得混合粉料，将混合粉料中加入刚玉、铁铝尖晶石和锌铝尖晶石混合均匀得铁水包用耐火浇注料；E、将步骤B分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；F、将步骤E分离出的硫化物置于30-50%的富氧环境下，在800-1200℃下焙烧3-5h，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸。前述的制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺中，步骤A中，所述的赤泥为拜耳法生产氧化铝产生的赤泥；所述添加剂为碳酸钠、硫酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石。前述的制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺中，步骤A中，所述的生料中，磷石膏和赤泥按照1:0.7-2重量比的比例混合，添加剂添加比例按生料中所含Na2O和A12O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的10-25%。前述的制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺中，步骤A中，所述窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑。前述的制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺中，步骤A中，是在温度1000-1350℃下焙烧时间1-2h。前述的制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺中，步骤B中，所述熟料先水磨后溶出；溶出时的液固体积比为4-6:1。前述的制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺中，步骤C中，灼烧是在温度800-1200℃下灼烧时间3-5h。前述的制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺中，步骤D中，按重量份计，所述铁水包用耐火浇注料包含氧化铝50-60份、刚玉30-35份、六铝酸钙为20-25份、镁砂30-35份、铁铝尖晶石20-25份和锌铝尖晶石20-25份。前述的制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺中，步骤D中，所述刚玉、铁铝尖晶石和锌铝尖晶石为骨料，六铝酸钙、镁砂、氧化铝为粉料。前述的制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺中，步骤D中，所述刚玉的直径为2-3mm，锌铝尖晶石的直径为1-1.5mm，锌铝尖晶石的直径为0.1-0.5mm。本专利技术通过将磷石膏和赤泥反应、重组，使之成为有用物质。原理的总反应式为：CaSO4（磷石膏）+Na2O·SiO2·Al2O3（赤泥）→Na2O·Al2O3+CaO·SiO2↓+[硫]从该反应式可知，用磷石膏中的CaO与赤泥中的SiO2生成原硅酸钙（CaO·SiO2↓）后，得到可溶性极好的铝酸钠（Na2O·Al2O3）。反应式中的[硫]，是指通过生料加添加剂和改性剂工艺，生成的金属硫化物；浸出熟料中的铝酸钠后，将得到的沉淀物浮选即可得到金属硫化物。有益效果1、本专利技术通过利用磷石膏和赤泥作为原料，并加入添加剂和改性剂之后，在高温焙烧的工艺下得到主要含硅酸盐、铝酸盐和硫化物的熟料，而该铝酸盐的主要成分为铝酸钠，将铝酸钠水溶出后即可进行回收，而固体残渣浮选之后，得到硫化物，采用硫化物制备硫酸，通过回收的铝酸钠制备氧化铝，将氧化铝与其它原料制备铁水包用耐火浇注料，由于整个工艺中主要以磷石膏和赤泥为原料，添加少量其他物质即可，因此，大大降低了制酸和铁水包用耐火浇注料的成本投入。还大大增加了磷石膏和赤泥废渣的利用率，为缓解磷石膏和赤泥对环境的污染具有重要的贡献。2、本专利技术通过的原料通过焙烧后，得到的成分分明，铝主要以铝酸钠形式存在，利用铝酸钠极易溶于水的特性，可简单快速的将其分离并用于制备氧化铝，将氧化铝与其它原料制备铁水包用耐火浇注料，铁水包用耐火浇注料耐压强度高、加热时永久线变化率小、体积密度较大，使得浇注料高温体积稳定性强、热震稳定性高，抗渣性好，且铁水包用耐火浇注料成本低。3、本专利技术将工艺中的固体残渣浮选之后，得到硫化物，采用硫化物制备硫酸，制酸的成本低，制酸工艺简单。为进一步证明本专利技术的效果，专利技术人做了如下实验。1、铁水包用耐火浇注料的实验专利技术人分别对以下五组实施例中的铁水包用耐火浇注料，采用现有的磷酸镁水泥将铁水包用耐火浇注料定型，并进行性能检测，检测结果见表1；通过表1本专利技术铁水包用耐火浇注料检测结果表分析得到，本专利技术的铁水包用耐火浇注料耐压强度高，加热时永久线变化率小，在1500℃耐压强度高、体积密度较大，有了良好的体积稳定性，使得浇注料高温体积稳定性强、热震稳定性高，抗渣性好。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。本专利技术的实施例实施例1：一种制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺，步骤如下：A、将磷石膏、拜耳赤泥、碳酸钠和无烟煤混合并研磨制成生料，送入工业回转窑内在温度1000℃下焙烧时间1.5h，制得熟料；其中，磷石膏和拜耳赤泥按照1:0.7重量比的比例混合，碳酸钠添加比例按生料中所含Na2O和A12O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，无烟煤的混合比例为生料总重量的10%；B、将步骤A制得的熟料以液固体积比为4:1进行水磨溶出，并进行固液分离；C、将步骤B分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；D、将步骤C分离出的硫化物置于3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺，其特征在于，包括如下步骤：A、将磷石膏、赤泥、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料；B、将步骤A制得的熟料进行溶出，并进行固液分离；C、向步骤B分离得到的溶液中加入CO2至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后清洗烘干并灼烧，得氧化铝；D、将步骤C制得的氧化铝与六铝酸钙、镁砂混合研磨得混合粉料，将混合粉料中加入刚玉、铁铝尖晶石和锌铝尖晶石混合均匀得铁水包用耐火浇注料；E、将步骤B分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；F、将步骤E分离出的硫化物置于30‑50%的富氧环境下，在800‑1200℃下焙烧3‑5h，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸。

【技术特征摘要】
1.一种制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺，其特征在于，包括如下步骤：A、将磷石膏、赤泥、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料；B、将步骤A制得的熟料进行溶出，并进行固液分离；C、向步骤B分离得到的溶液中加入CO2至白色沉淀不再产生，然后将白色沉淀滤出后清洗烘干并灼烧，得氧化铝；D、将步骤C制得的氧化铝与六铝酸钙、镁砂混合研磨得混合粉料，将混合粉料中加入刚玉、铁铝尖晶石和锌铝尖晶石混合均匀得铁水包用耐火浇注料；E、将步骤B分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；F、将步骤E分离出的硫化物置于30-50%的富氧环境下，在800-1200℃下焙烧3-5h，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸。2.根据权利要求1所述的制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺，其特征在于：步骤A中，所述的赤泥为拜耳法生产氧化铝产生的赤泥；所述添加剂为碳酸钠、硫酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石。3.根据权利要求1所述的制备铁水包用耐火浇注料联产酸的工艺，其特征在于：步骤A中，所述的生料中，磷石膏和赤泥按照1:0.7-2重量比的比例混合，添加剂添加比例按生料中所含Na2O和A12O3+Fe2O3总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的10-25%。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈肖虎，王帅帅，李杰瑞，李名新，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52