一种铝灰连续资源化利用的方法技术

本发明专利技术提供了一种铝灰连续资源化利用的方法，包括以下步骤：步骤1：采用物理方法对铝灰进行预处理，将铝灰中的铝含量提高至30％及以上；步骤2：以预处理后的铝灰作为可氧化物或者可氧化物的主要成分，将其用于制造发热冒口的放热造型材料以制造发热冒口；步骤3：将发热冒口用于铸造；步骤4：收集发热冒口燃烧残余物，作为基础耐火保温材料进行使用。本发明专利技术将预处理后的铝灰作为原料来制备发热冒口，实现铝灰的再利用；经过高温燃烧处理过的发热冒口材料转变为绝热性能优良的保温材料，可以被收集起来作为生产保温板的原材料，从而实现工业废物的无害化100％再利用。废物的无害化100％再利用。

【技术实现步骤摘要】
一种铝灰连续资源化利用的方法


[0001]本专利技术涉及一种铝灰连续资源化利用的方法。

技术介绍

[0002]铝灰是原铝生产、铝合金及加工、废铝回收等铝工业过程中产生的一种高污染废弃物。该废弃物为高温下铝与空气反应形成的必然产物，产量巨大。随着我国电解铝产量、铝加工、废铝回收量的逐年增加，将产生大量的铝灰，如不妥善处理，不仅浪费了资源，而且还污染环境，所以对铝灰的处理与利用具有重要的意义。
[0003]在铸造车间制造金属铸件时，将液态金属注入铸型的型腔中，在凝固的过程中所注入的金属体积减小。大部分金属在冷却过程中会经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩，如果收缩不能得到及时补偿的话，就会在铸件中形成缩孔、缩松等铸造缺陷，破坏铸件的性能。冒口是一种有效防止缩孔缩松等铸造缺陷的工艺手段。所谓冒口，就是在铸型中用于储存金属液的补缩腔，在型腔中的金属凝固时，冒口内的液态金属从补缩腔输出，从而补偿铸件的体积不足。
[0004]冒口通常由具有足够强的隔热作用的材料构成，以便金属在补偿腔内充分长的时间内保持液态。冒口为此可以由具有比铸型的材料更强的隔热作用的材料制成，使得包含在冒口补偿腔内的液态金属的热量损失低于包含在铸型的型腔内的金属的热量损失。这类材料可以例如是包含铝硅酸盐微型空球的耐火材料，通过封闭在微型空球内的气体起到强隔热作用，减少包含在冒口补偿腔内液态金属的热量损失。
[0005]随着技术的发展，目前使用较多的是将冒口设计为发热冒口，发热冒口具有更高的补缩效率。发热冒口的造型材料在与热的液态金属接触时被点燃，从而将造型材料中所含有的可氧化物所释放的热量发散到位于补偿腔内的液态金属上。
[0006]现有技术中采用细铝粉、有机或无机纤维材料、氧化剂和点燃剂混合成浆料，再用真空吸注成型，最后烘干水分生产的保温冒口，例如中国专利201810074994.X所公开的一种持续发热的铸造保温冒口，其包括基体材料、粘接材料和发热材料，基体材料为35
‑
40份的石英砂、10
‑
13份的纤维棉，粘接材料为7
‑
11份的硅酸钠，发热材料为6
‑
15份的三氧化二铁、1
‑
2份的镁粉、4
‑
6份的高锰酸钾、5
‑
7份的硝酸钾、及10
‑
20份的含铝混合物，含铝混合物由铝块和铝粉组成。这类冒口的最高温度一般只能达到1300℃，对1400℃
‑
1600℃的铸铁液和铸钢液没有再加热作用，只能起保温作用，因此会影响补缩效率；此外，这类冒口中含有有机或无机纤维，对环境存在污染，需要后续进行特别的处理，无法进行再利用。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的是提供一种铝灰连续资源化利用的方法，以实现铝灰的无害化利用。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种铝灰连续资源化利用的方法，其包括以下步骤：
[0009]步骤1：采用物理方法对铝灰进行预处理，将铝灰中的铝含量提高至30％及以上；
[0010]步骤2：以预处理后的铝灰作为可氧化物或者可氧化物的主要成分，将其用于制造发热冒口的放热造型材料以制造发热冒口；
[0011]步骤3：将发热冒口用于铸造；
[0012]步骤4：收集发热冒口燃烧残余物，作为基础耐火保温材料进行使用。
[0013]根据本专利技术的另一种具体实施方式，步骤1中所采用的物理方法包括物理破碎和筛分，筛分时选取粒度在75μm
‑
1000μm之间，其中，筛分后所选取铝灰颗粒的量占据铝灰总量的50％以上。
[0014]根据本专利技术的另一种具体实施方式，步骤1中预处理后的铝灰中铝含量在40％
‑
60％范围内；步骤2的放热造型材料中，预处理后的铝灰的占比为50％
‑
60％重量比。
[0015]根据本专利技术的另一种具体实施方式，步骤2中的放热造型材料，还包含以下成分：
[0016][0017]进一步地，所述氧化剂为硝酸盐和硫酸盐中的至少一种。
[0018]进一步地，所述点火剂是含氟的助熔剂，所述点火剂为冰晶石、钾冰晶石和氟硅酸钠中的至少一种。
[0019]进一步地，所述基础保温耐火造型材料包括占比超过30％重量比的隔热耐火材料，其中隔热耐火材料的堆积密度小于1.5kg/l。
[0020]进一步地，隔热耐火材料选自硅砂、浮石、泡沫、熔岩、蛭石、铝硅酸盐微型空球和多孔玻璃球中的至少一种。
[0021]优选的，隔热耐火材料的粒度在100μm
‑
350μm之间。
[0022]根据本专利技术的另一种具体实施方式，步骤3中，铸造时，在设定时长内，发热冒口保持自燃状态并维持高于1100℃的高温，并且发热冒口在燃烧过程中能够达到的最高温度不低于1500℃。
[0023]根据本专利技术的另一种具体实施方式，步骤4中，对所收集的发热冒口燃烧残余物，进行破碎处理后直接作为保温板的基础耐火保温材料进行使用。
[0024]本专利技术具备以下有益效果：
[0025]本专利技术中，将预处理后的铝灰作为原料来制备发热冒口，实现铝灰的再利用；经过高温燃烧处理过的发热冒口材料转变为绝热性能优良的保温材料，可以被收集起来作为生产保温板的原材料，从而实现工业废物的无害化100％再利用。
[0026]本专利技术中，利用铸件金属液体的高温高能触发铝灰中的单质铝燃烧，释放热能，所产生高温能够加热金属液，以延长金属液态时间。其中，单质铝燃烧产生的高温促进铝灰中的氮化铝充分反应生成氧化铝和二氧化氮，对氮化铝进行了无害化处理。同时，氧化铝反应产生铝硅酸盐，形成隔热性能优异的保温层，延缓热量散失。
[0027]本专利技术中，下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。
附图说明
[0028]图1是发热冒口的使用图；
[0029]图2是发热冒口使用时的温度曲线图；
[0030]图3是显示补缩效果的检测图；
[0031]图4是显示铸件冒口位置金相组织的检测图。
具体实施方式
[0032]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0033]实施例1
[0034]实施例1提供了一种铝灰连续资源化利用的方法，其包括以下步骤：
[0035]步骤1：采用物理方法对铝灰进行预处理，将铝灰中的铝含量提高至30％及以上；优选的，铝灰中的铝含量在40％
‑
60％，一方面便于铝灰的预处理使其容易实现，另一方面也可以保持铝含量在合适范围内。
[0036]其中，所采用的物理方法包括物理破碎和筛分，筛分时选取粒度在75μm
‑
1000μm之间，其中，筛分后所选取铝灰颗粒的量占据铝灰总量的50％以上。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝灰连续资源化利用的方法，其包括以下步骤：步骤1：采用物理方法对铝灰进行预处理，将铝灰中的铝含量提高至30％及以上；步骤2：以预处理后的铝灰作为可氧化物或者可氧化物的主要成分，将其用于制造发热冒口的放热造型材料以制造发热冒口；步骤3：将发热冒口用于铸造；步骤4：收集发热冒口燃烧残余物，作为基础耐火保温材料进行使用。2.如权利要求1所述的铝灰连续资源化利用的方法，其中：步骤1中所采用的物理方法包括物理破碎和筛分，筛分时选取粒度在75μm
‑
1000μm之间，其中，筛分后所选取铝灰颗粒的量占据铝灰总量的50％以上。3.如权利要求1所述的铝灰连续资源化利用的方法，其中：步骤1中预处理后的铝灰中铝含量在40％
‑
60％范围内；步骤2的放热造型材料中，预处理后的铝灰的占比为50％
‑
60％重量比。4.如权利要求3所述的铝灰连续资源化利用的方法，其中：步骤2中的放热造型材料，还包含以下成分：5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：董艺，
申请(专利权)人：深圳唯科经贸有限公司，
类型：发明
国别省市：