一种耐火硅砖和利用铜渣制备耐火硅砖的方法技术

本发明专利技术公开了一种耐火硅砖和利用铜渣制备耐火硅砖的方法。具体方法如下：先将加入添加剂的铜渣在还原气氛中进行焙烧，再将焙烧后的铜渣研磨，将得到的铜渣粉末进行磁选，得到磁性回收物和磁选尾渣；所述添加剂用于促进铁橄榄石分解；以55～75wt％的硅石颗粒、17～36wt％的磁选尾渣、3～7wt％的硅微粉、2～6wt％的石灰乳为原料，外加所述原料1～5wt％的亚硫酸纸浆废液，混炼，压制成型，在1350～1450℃下保温7～12h，制得硅砖。本发明专利技术将磁选尾矿作为细粉加入到硅砖原料中制备硅砖，而尾矿中仍含有部分Fe元素和CaO，在高温作为矿化剂促进石英向鳞石英和方石英转化，以此提高硅砖的强度。砖的强度。

【技术实现步骤摘要】
一种耐火硅砖和利用铜渣制备耐火硅砖的方法


[0001]本专利技术涉及耐火材料
，尤其涉及一种耐火硅砖和利用铜渣制备耐火硅砖的方法。

技术介绍

[0002]铜渣是炼铜过程中产生的渣，属有色金属渣的一种，主要矿石为铁橄榄石(为含90％的Fe2SiO4)，其次为磁铁矿、玻璃体和硫化物。我国是铜矿资源的消费大国，伴随铜渣的产量大，由于其成分复杂，有用资源回收难度大。目前处理铜渣的方式主要为填埋，部分用于生产水泥，但是填埋不仅会造成土地空间浪费和环境污染，还会使大量的有价金属及贵金属堆积。同时，水泥生产只作为矿化剂，使用量有限。因此，如果只是将铜渣进行掩埋或是作为水泥生产的矿化剂，无法有效地解决铜渣的利用问题。
[0003]虽然目前铜渣回收铁元素的方法有很多，而且有很多方法趋于成熟，但基本上所有的方法都没有针对处理后的尾渣进行利用，Fe元素只占铜渣中的30％wt左右，剩余70％wt的尾渣同样具有使用价值。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种综合回收铜渣中的Fe资源和除Fe之外的尾渣，并利用铜渣制备耐火硅砖的方法。
[0005]本专利技术的一种利用铜渣制备耐火硅砖的方法，具体方法如下：
[0006]先将加入添加剂的铜渣在还原气氛中进行焙烧，焙烧时间为60min～90min；再将焙烧后的铜渣研磨至粒径不大于0.074mm，将得到的铜渣粉末进行磁选，得到磁性回收物和磁选尾渣；所述添加剂用于促进铁橄榄石分解；
[0007]以55～75wt％的硅石颗粒、17～36wt％的磁选尾渣、3～7wt％的硅微粉、2～6wt％的石灰乳为原料，外加所述原料1～5wt％的亚硫酸纸浆废液，混炼，压制成型，在1350～1450℃下保温7～12h，制得硅砖。
[0008]进一步的，所述硅石颗粒的SiO2含量≥98wt％；所述硅石颗粒的级配是：
[0009]粒径小于3mm且大于等于1mm占硅石颗粒35～55wt％，
[0010]粒径小于1mm且大于等于0.088mm占硅石颗粒20～32wt％。
[0011]进一步的，所述添加剂为氢氧化钙或氢氧化钙与碳酸氢钠的混合物。
[0012]进一步的，所述磁性回收物中铁回收率>90％，铁的品位>80％。
[0013]进一步的，还原焙烧温度为1000～1400℃。
[0014]进一步的，冷却后的铜渣研磨至≤0.074mm。
[0015]进一步的，所述磁选铜渣的强度为60～120kA/m。
[0016]一种耐火硅砖，其特征在于，采用上述的利用铜渣制备耐火硅砖的方法制备。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有如下优异效果：
[0018](1)本专利技术首先利用添加剂促进Fe2SiO4在1000～1400℃中的还原气氛下分解出Fe
和SiO2，再对铜渣进行磁选，实现了对Fe的回收，同时尾渣中Fe含量降低，以便对磁选尾渣大量使用。既回收了铜渣中大量的Fe资源，也高效利用了剩余的尾渣，做到全方位的资源回收利用。
[0019](2)本专利技术将磁选尾矿作为细粉加入到硅砖原料中制备硅砖，而尾矿中仍含有部分Fe元素和CaO，在高温作为矿化剂促进石英向鳞石英和方石英转化，以此提高硅砖的强度。这种方法在铜渣堆积量日益增长的情况下，既消耗了固废铜渣，又减少了铜渣的处理成本。
[0020]综上所述，本专利技术使铜渣中的铁回收率高，利用尾渣制备的硅砖常温抗折强度在60～100MPa，是普通硅砖的两倍，荷重软化温度在1620～1650℃，优于普通硅砖，添加磁选尾渣作为硅砖细粉大大提升了硅砖的常温性能，高温性能也有所提升。因此，本专利技术具有节能环保和生产成本低的特点。
具体实施方式
[0021]以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0022]为避免重复，先将本具体实施方式所涉及的原料和工艺参数统一描述如下，实施例中不再赘述：
[0023]所述加入铜渣中促进铁橄榄石分解的添加剂为氢氧化钙或氢氧化钙与碳酸氢钠的混合物。
[0024]所述焙烧后的铜渣研磨时间为6～8h。
[0025]所述放置铜渣的坩埚为石墨坩埚、刚玉坩埚、镁质坩埚中的一种。
[0026]所述还原焙烧温度为1000～1400℃。
[0027]所述冷却后的铜渣研磨至≤0.074mm。
[0028]所述磁选铜渣的强度为60～120kA/m。
[0029]所述矿化剂为氧化钙、氢氧化钙、氧化铁中的一种或两种。
[0030]下面，将结合具体实施例，对本专利技术的技术方案进行进一步的说明。
[0031]实施例1：先将10％Ca(OH)2以及12％焦炭加入到铜渣中并混匀，在1100℃还原气氛下焙烧60min～90min，在60～120kA/m的强度下磁选，磁选后得到磁性物质和磁选尾渣。将15～25质量份的粒径为3～1mm的硅石颗粒、40～50质量份的粒径为0.088～1mm的硅石颗粒、矿化剂、30质量份的磁选尾渣以及0～5质量份的硅微粉进行混碾，困料后在100～200MPa条件下压制成型，在1400～1450℃温度下保温15～20小时，冷却后得到硅砖。
[0032]本实施例1中磁选得到的铁回收率为95.32％，所制备的硅砖经检测﹔110℃干燥后，显气孔率为18～22％，耐压强度为68～90MPa；0.2MPa荷重软化开始温度1620～1630℃。
[0033]实施例2：先将10％Ca(OH)2以及12％焦炭加入到铜渣中并混匀，在1300℃还原气氛下焙烧60min～90min，在60～120kA/m的强度下磁选，磁选后得到磁性物质和磁选尾渣。将15～25质量份的粒径为3～1mm的硅石颗粒、40～50质量份的粒径为0.088～1mm的硅石颗粒、矿化剂、40质量份的磁选尾渣以及0～5质量份的硅微粉进行混碾，困料后在100～200MPa条件下压制成型，在1400～1450℃温度下保温15～20小时，冷却后得到硅砖。
[0034]本实施例2中磁选得到的铁回收率为90.49％，所制备的硅砖经检测；110℃干燥
后，显气孔率为18～22％，耐压强度为70～85MPa；0.2MPa荷重软化开始温度1622～1635℃。
[0035]实施例3：先将10％NaHCO3以及12％焦炭加入到铜渣中并混匀，在1100℃还原气氛下焙烧60min～90min，在60～120kA/m的强度下磁选，磁选后得到磁性物质和磁选尾渣。将15～25质量份的粒径为3～1mm的硅石颗粒、40～50质量份的粒径为0.088～1mm的硅石颗粒、矿化剂、30质量份的磁选尾渣以及0～5质量份的硅微粉进行混碾，困料后在100～200MPa条件下压制成型，在1400～1450℃温度下保温15～20小时，冷却后得到硅砖。
[0036]本实施例3中磁选得到的铁回收率为91.8％，所制备的硅砖经检测；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用铜渣制备耐火硅砖的方法，其特征在于，具体方法如下：先将加入添加剂的铜渣在还原气氛中进行焙烧，焙烧时间为60min～90min；再将焙烧后的铜渣研磨至粒径不大于0.074mm，将得到的铜渣粉末进行磁选，得到磁性回收物和磁选尾渣；所述添加剂用于促进铁橄榄石分解；以55～75wt％的硅石颗粒、17～36wt％的磁选尾渣、3～7wt％的硅微粉、2～6wt％的石灰乳为原料，外加所述原料1～5wt％的亚硫酸纸浆废液，混炼，压制成型，在1350～1450℃下保温7～12h，制得硅砖。2.根据权利要求1所述的一种利用铜渣制备耐火硅砖的方法，其特征在于，所述硅石颗粒的SiO2含量≥98wt％；所述硅石颗粒的级配是：粒径小于3mm且大于等于1mm占硅石颗粒35～55wt％，粒径小于1mm且大于等于0.088mm占硅石颗粒20～...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨爽，吕自豪，顾华志，张美杰，黄奥，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：