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铝灰在耐火材liao行ye的8大yingyong

2020-1-9 15:54:56 来yuan:luo阳耐宝 字ti: zhong 术语简释u行情讨论u走shi图
填写如下表dan,huo点击ci处即可yong微信接收各謟hong星閎ao价啦!好便捷:)
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铝灰是一次和二次铝工yezhong产生的废qi物。主要有三方面的来yuan,一是氧化铝通过电化学法熔炼金属铝产生的铝灰,为30~50kg/t铝。二是金属铝在铸锭、多次重熔、配zhi合金、lingbu件浇铸等过程产生的铝灰,为30~40kg/t铝。以shang铝灰chen为一次铝灰,也chen为白灰,目qian大bu穤hi髖ejiang金属铝han量较高的一次铝灰回收利yong。三是指二次铝工ye,即jiang废qi的铝zhi品及qi加工产生的废xie,回收一次铝灰过程产生的废qi物等,chen为二次铝灰,也chen黑灰,目qian回收率一般在75%~85%,为150~250kg/t铝。估计我国每年产生铝灰在250万t以shang。一次铝灰回收金属铝的工yiji术已qu成熟,并投ru工ye化生产,dan二次铝粂e幕厥説uo利yong葃uanτ谘芯拷譫uan,大量的铝灰渣堆积huo填mai。欧洲把铝灰ding为有害废qi物,主要危害为渗出xinghuo在遇水及潮湿的kong气謝ie追磞ing生成有害、有毒的气ti,如氨气、jia烷、qing气等,未处理的铝灰dui地下水及kong气会zao成污染,并占yong土地。

铝粂e幕С煞钟捎趛uanliao组成及工yi等不tong,具有较mingxian的差异xing,主要由金属铝、氧化铝及盐熔剂等的混合物构成。具ti是:Al10%~30%,Al©O320%~40%,Si,Mg,Fe氧化物7%~15%,K,Na,Ca,Mg聄an锖蜕倭糠15%~30%。qizhongbu分氧化物和聄an锔阶庞诮鹗袈恋谋砻妗

耐火材liao属譻hi葱筒鷜e,化学成分及lei型多种多样,具有容纳各种yuan材liao的kongjian。铝粂e幕С煞钟肽突鸩膌iao的主要yuanliao铝fan蚻iao嘟梢钥悸侵苯觝uo经加工处理后成为耐火yuanliao,为铝粂e挠行Ю鹹ong开辟一条新途jing,既bao护环境,又降低耐火材liao企ye的生产成ben,dui企ye可硓hong鴉a展具有一ding帮zhu。

铝灰加ru耐火材liao配liaozhong的yingyong

1.1作为防bao剂

能改善不ding形耐火材liaochenti的tou气xing,防止chenti在烘烤过程zhong由于产生的蒸气压过大而fa生bao lie的物质chen为防bao剂,也chen为快干剂(可快速烘烤的添加剂)。不ding形耐火材liao的防bao剂有活xing金属铝粉,铝粉与H©O反ying生成Al(OH)©,并放出H©,在浇注liao尚未凝固qian,H©从浇注liao逸出shi会形成毛细排气孔,从而提高qi排气xing。wang立旺[1]采yong铝灰替代铝粉作防bao剂,yong于铁沟浇注liao,qi铝粂e幕С煞质牵篈l31.63%,Al©O©18.15%,AlN9.25%,MgO6.16%,SiO©12.21%,Fe©O©7.27%,CaO2.23%,Na©O2.15%,K©O1.03%,TiO©2.04%,Cr©O©0.58%,qi他7.33%。qizhong的Al,AlN能水化放出气ti。shi验得出铁沟浇注liao謝ie觬uw(铝灰)4%,能很好地起到防bao作yong,铝灰加ru过多,会出现鼓胀开lie,铝灰还能促进铁沟liao硬化,缩短施工shijian。

1.2加ru高炉出铁口炮泥zhong

huang朝晖等人faming在高炉出铁口炮泥zhong添加铝灰0.4%~40%替代铝质和gui謘hi璴iao。qi他yuanliao是:工ye级刚玉、碳化gui、zhong温沥青颗粒粉、suzhou蚻iao阜邸⒔固糠鄣龋越褂图案膞ing沥青簍ou尤┦鱶hi为结合剂,混合搅拌均yun,过真kong练泥机挤出后,即得到炮泥。qixing能稳ding,能满足生产要qiu,并能降低生产成ben。

1.3代替煅烧铝fan土

有人研究在浇注liao、预zhi件和耐火zhan土zhi品謝ie觬u铝灰qu代煅烧的铝fan土,而铝灰无需煅烧,可直接作yuanliao,大约yong量在5%。

利yong铝灰加工配zhi耐火材liao

众所周知,yuanliao是耐火材liao的基础,高质量的耐火yuanliao才能生产好的产品。秠ue突饄uanliao基ben要qiu就是耐火xing能,即耐火度1580℃以shang的yuan材liao才能作为耐火yuanliao。铝灰zhong除了Al©O©以外,还han有较多耐火xing能较低的杂质成分,因ci,一般不能yong铝灰直接配zhi耐火材liao,需要进一步加工处理,除去杂质,提高Al©O©han量,才能考虑yong作耐火材liao。以下就铝灰加工处理方法作简要介绍。

2.1铝粂e母⊙》ㄌ岽

刘瑞qiong等采yong油suan钠为捕收剂,当pH值固ding在8.6zuo右,捕收剂yong量为1000g/tshi,浮选后铝灰w(Al©O©)han量由yuan来43.14%提高到86.41%,回收率68.89%。可以替代铝fan土冶炼氧化铝基电熔材liao。

2.2zhiquα-Al©O©

α-Al©O©是刚玉等高级耐火材liao的主要yuanliao。yong铝灰提qu的基benyuan理是:在400~600℃的温度下,铝灰zhong的金属铝、氧化铝与NaOH和NaNO©反ying生成可溶于水的金属盐,并yong水jiangqi溶出,实现铝与qi他杂质分离zhi后,使yong晶种分解法处理han铝溶液,*终得到α-Al©O©。得出的zhi备条件是:碱灰比(mNaOH/m铝灰)1.3,盐灰比(mNaNO©/m铝灰)0.7,按比li要qiu配合,混合均yun,在500℃下熔炼,熔炼shijian60min;yong去离子水在60℃恒温水溶zhong浸出熔炼产物,浸出shijian30min,固液比1∶4,耹iang雎*高达92.71%,浸出后抽滤,固液分离,浸出液经过净化,diao整苛xing比,晶种分解和煅烧获得氧化铝。

谢刚等人采yong加压碱浸、微波活化fuzhu的方法回收铝灰zhong氧化铝。首先jiang铝灰破sui、筛分、水洗,与NaOH溶液按固液比1∶7混合搅拌均yun,ran后在高压釜内,于140℃,1.15MPa反ying6h,经进一步固液分离、suanzhong和、水洗分离后,jiang产物置于输出功率5W/g的微波设备干燥活化7min,抽feng速度为30m/min,*终可得Al©O©产品。

还有人通过wang水浸qu法及添加氧化yizhi备高硬度γ-Al©O©。首先铝灰在室温下溶解在wang水zhong,ran后在pH为9~10的条件下沉淀,加ru0~20%氧化yi粒子,经压实后于1550~1650℃煅烧可得高硬度γ-Al©O©。

2.3zhiqu纳米氧化铝

在刚玉耐火zhi品zhong引ruα-Al©O©粉,降低烧结温度,jie约能yuan,提高qixing能。li如:在yong电熔刚玉(Al©O©99.5%)的配liaozhong,加ru4%~8%的α-Al©O©微粉和1%~2%的α-Al©O©纳米粉,zhi品的蓏han晌露扔1700~1800℃降至1400℃。

刘xiaohong等采yongliusuan浸qu铝灰zhi备纳米氧化铝的工yi方法是:首先在80℃搅拌条件下,yongliusuan溶液多次浸qu铝灰zhong的铝离子,经过滤分离得到liusuan铝溶液,ran后jiang碳suanqingan溶液加ru到liusuan铝溶液zhong,在40℃条件下搅拌反ying60min,生成qianquti碳suan铝an沉淀和liusuanan溶液,经陈化,真縵han槁朔掷耄琹iusuan铝an沉淀洗涤干燥后于1200℃煅烧1h,得到粒jing约70nm的α-Al©O©粉。

2.4利yong铝灰冶炼zong刚玉

耐火材liaoyongzong刚玉一般是yong特级铝fan土冶炼而成,Al©O©han量94.5%~97%,是zhong、高档耐火材liao的主要yuanliao,尤qi不ding形耐火材liaoyong量较多。近年来,为了jie能环bao,降低生产成ben,有人在研究yong铝灰冶炼zong刚玉,qizhong刘瑞qiong等[5]shi验的低温冶炼zhi备zong刚玉的效果较好。qi生产过程是:jiang1份铝灰(小于0.10mm)放ru2~5份90~100℃热水zhong,浸泡6~10h,jiang水排出,并加ru排出等质量的90~100℃热水浸泡2~14h,浸泡为放热反ying,不断搅拌,bao持水温90~100℃,确bao铝灰不沉积,jiang浸泡后的铝灰分离出来后yong流dong水漂洗,漂蟘i魑3~6m/min,ran后yong真kong过滤机过滤,再经80~110℃烘干至水分低于20%,即完成预处理。在电hu炉zhong熔炼:在铝灰謝ie觬u0.5%~4%的沉淀剂铁xie,在炉zhong1700~1800℃冶炼6~8h,熔rong还yuan铝灰zhong的SiO©,Fe©O©,TiO©等氧化物,冷却后经粉sui,磁选和筛分得到zong刚玉产品。qishiyong的铝灰及zong刚玉产品的化学成分jian表2。

2.5合成Sialon粉

Sialontao瓷是20世纪70年代后迅速fa展起来的一lei高温结构材liao,Sialon材liao以优越的li学xing能、热学xing能和化学稳dingxing,被认为是*有希望的高温tao瓷材liaozhi襤uialon为Si©N4-AlN-Al2O©-SiO©系固溶ti,采yong纯化学yuanliaozhi备,成ben高。lijia镜等[6]采yong铝灰、炭黑簍ou勖夯椅獃uanliao,yong碳热铝热复合还yuan氮化工yizhi备Sialon粉ti。shiyong铝灰及粉煤粂e幕С煞秩绫3。chen好liao,进行球磨12h(yongSi©N4球,无水乙醇为介质),ran后进行干燥、过筛、压成圆片,再进行煅烧,自ran冷却后磨成粉,研究了yuanliao组成、合成温度dui生成物相的ying响。结果表ming:在yuanliaozhong当Si/Al为1(铝灰为33%,粉煤灰为50%)shi,加ru17%炭黑,合成温度1450℃,得到的主要物相为Si©Al©O©N(5β-Sialon,Z=3)和SiAl4O©N(415R)的产物;在Si/Al为1.5shi,加ru80%粉煤灰,1450℃可zhi备较纯的Si©Al©O©N5粉。

2.6zhi备镁铝尖晶shi

镁铝尖晶shi是重要的耐火yuanliao,以它为颗粒,镁砂为细粉,zhi备与刚玉配zhi钢包yong浇注liao。lixiaona[7]以铝灰、铝fan土和电熔镁砂为yuanliao,铁xie为沉淀剂,焦炭为还yuan剂,采yong高温电熔法合成富铝镁铝尖晶shi。shi验表ming:加ru铝灰20%,40%,60%生产的镁铝尖晶shi,qi综合指标chao过铝fan土基镁铝尖晶shi的ji术指标;加ru40%铝灰shi,综合指标*好,qihanAl©O©82.48%,SiO©0.35%,MgO14.10%,CaO1.12%,Fe©O©0.5%(质量分数)xian气孔率0.9%,ti积mi度3.48g/cm©,耐火度>1800℃;铝灰加ru40%,60%生产的尖晶shizhonghan有liu铝suan钙(CA6)相。

2.7zhi备TiN-Al©O©复相耐火yuanliao

TiN-Al©O©复合材liao具有优异的高温稳dingxing,耐磨xing及li学xing能,是一种优异的耐火材liao。刘海涛等[8]以金hongshi和铝灰为yuanliao,以铝灰zhong的金属铝为还yuan剂,采yong铝萺an箉uan氮化法合成TiN-Al©O©复合粉ti。shi验yong铝灰及金hongshi的化学成分jian表4。

qiyuan理是:gen据反ying式6TiO©+8Al+3N©=6TiN+4Al©O©计算铝灰和金hongshi理论质量比为16∶27。具ti做法是:先chen好liao,放ru球磨机zhong,干磨12h,以40MPa压li,干压成型pengti,ran后放rushimoganguo,在流dong氨气zhong,600~1400℃,bao温5h煅烧。在1300℃煅烧的产品按理论yong量合成的产物主要是TiN,α-Al©O©,少量倍长shi和MgAl©O4。经计算,TiN为30.4%,α-Al©O©为45.8%,sui铝灰增紋ing-Al©O©增多,TiN减少,当铝灰过量50%shi,TiN为26.4%,α-Al©O©为55.0%。TiN-Al©O©复合材liao的抗折强度达520.2MPa。

2.8电熔莫来shi

陈海等[9]利yong铝粂e缛勰磗hi。具ti步骤是:di 一步是铝灰预处理过程,首先在1100℃下煅烧铝灰,使金属铝bu分转变为Al©O©,ran后jiang煅烧的铝灰放ru水caozhong,加ru盐suan进行清洗,ran后烘干;di二步是电熔,按铝灰、铝fan土与guishi的质量分数比为:30%~80%:0~50%:10%~20%的穌uan冢旌暇鵼un后加ru电hu炉zhong,熔炼,倒出,冷却,破粉sui,分选,得到莫来shi。

利yong铝灰zhiqu耐火材liao结合剂

3.1合成聚合聄an

聚合聄an劣謈hen碱式聄an粒騝henPAC,是介于AlCe©和Al(OH)©zhijian的水解产物,qi化学通式为(Al(2OH)nCe6-n)m,qizhongm<10,n=1~5。聚合聄an练治蘴i和液tiliang种,固ti通常为huangsehuo无se的树zhi状产品,Al©O©han量40%~50%;液ticheng无se,huang褐sehuo黑se,Al©O©han量10%以shang。

聚合聄an量勺魑猟ing型耐火zhi品、耐火可塑liao、捣打liao和浇注liao结合剂,dui碱化度和mi度有一ding要qiu,一般要qiu碱化度为46%~72%,mi度为1.17~1.23g/cm©。

谢ying惠等[10]研究以铝灰为yuanliaozhiqu聚合聄an痢izhongzhong簍ouㄊ莏iang烧碱和盐suan分bie与铝灰反ying,产生铝suan钠和三聄an粒瑀an后以合适的配比合成聚合聄an痢6鴖uan溶法是jiang铝灰和盐suan反ying一次直接产出液ti聚合聄an痢>遲i操作是:yong水洗法除去水溶解的盐lei,处理后铝灰Al©O©han量30%zuo右,ran后jiang工ye盐suan与一ding羕e舝u反ying器内,搅拌并yong水yu加热,chenqu铝灰逐步加ru盐suan溶液zhong,反ying放热,反ying温度96℃,shijian6~12h,反ying结束加ru一ding水稀释物liao,shi验认为,铝灰∶HCe∶水为3∶1∶3,反ying6~8h为宜,diaojiepH值为3.5~4.5,陈化15~24h,得到液ti聚合聄an敛贰

3.2zhiquliusuan铝

jiangliusuan铝溶于水zhong,可作为ding型和不ding型耐火材liao的结合剂。由于liusuan铝溶液chengsuanxing,因ci主要yong于suanxing和zhongxing耐火材liao结合剂。康文通等[11]研究的以铝灰为yuanliaozhi备liusuan铝的工yi流程是:铝灰—加ruliusuan和水进行反ying—过滤除去滤饼—滤液除去杂质—浓缩—冷却结晶—liusuan铝产品。qizhong反yingshijian3h,liusuan浓度30%,liusuanyong量1.05(以liusuan实际yong量与理论yong量zhi比表示),pH值为3,收率达93.2%。

结束语

一次铝灰回收金属铝的工yiji术已逐渐qu于成熟,并投ru工ye化生产,dan提qu金属铝后的铝灰渣,尤qi是二次铝粂e幕厥説uo综合利yong葃uanτ谘芯拷譫uan。国内外学者dui回收氧化铝的工yiji术开展大量深ru研究,分bie采yong水解法、suan浸法、碱浸法、碱xing熔炼法、射频等离子法等成功回收了铝灰渣zhong的氧化铝,生产出聚合聄an痢iusuan铝及电熔zong刚玉,与qi他物质合成镁铝尖晶shi、Sialon材liao、TiN-Al©O©复合材liao祋uhe秠ue突鸩膌iao的硓hong峁┝讼染鎏跫琷in后ying该做好研究成果转化为企ye生产。建议铝ye生产bu门与耐火材liao企ye联合成立铝粂e幕厥绽鹹ong公司,生产耐火材liaobu门需要的shang述有guan产品。zhe样不dan做到废物有效利yong,还能做到jie能减排,bao护环境,降低企ye生产成ben。(全球金属网 OMETAL.COM)

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