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發(fā)布時間：2017-06-23
| 推薦學(xué)校： | 合作方式： |
| 聯(lián)系人：張國棟[查看詳細(xì)信息],劉海嘯,付振才,屈政忱,羅旭東[查看詳細(xì)信息],陳樹江[查看詳細(xì)信息],田琳,游杰剛,張威,紀(jì)增杰,李雪 | 所處階段： |
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項目內(nèi)容：
【成果完成人】張國棟 劉海嘯 付振才 屈政忱 羅旭東 陳樹江 田琳 游杰剛 張威 紀(jì)增杰 李雪
【第一完成單位】 營口金龍集團(tuán)暨大石橋市金龍耐火材料有限公司
【關(guān)鍵詞】廢棄鎂碳磚 汽化水化處理 再生鎂碳磚
【中圖分類號】X757
【學(xué)科分類號】610.30
【成果簡介】 目前，我國每年消耗耐火材料約1000萬t，廢棄的耐火材料在400萬t以上。這些廢棄耐火材料若經(jīng)過揀選、分類和特殊的工藝處理，能夠獲得價值很高的耐火原料。用這些加工處理后的再生料，不但可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的不定形耐火材料，而且還能再生出優(yōu)質(zhì)的定形產(chǎn)品，有些可以作為冶金輔料，如濺渣護(hù)爐料、造渣劑等，同時也可以在建筑、水泥和農(nóng)業(yè)方面得到應(yīng)用。這不僅節(jié)約了國家的礦物資源和能源，而且也減少了環(huán)境污染，大大降低了耐火材料的成本。世界各國充分認(rèn)識到廢棄耐火材料是廉價的再生資源，能明顯提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，而且用后耐火材料的再生利用也為環(huán)保做貢獻(xiàn)。因此，在不久將來，以廢棄耐火材料為原料生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品會迅速發(fā)展，廢棄耐火材料的利用率會迅速提高，并向零排放趨勢發(fā)展。廢棄鎂碳磚屬于碳結(jié)合耐火材料，如何針對廢棄鎂碳磚的特點，找到廢棄鎂碳磚的破碎處理工藝及機(jī)理是本課題研究的關(guān)鍵問題之一。其次，如何避免廢棄耐火材料自身缺陷對耐火制品影響以及結(jié)合劑的選擇也是本項目需解決的關(guān)鍵技術(shù)。此項目的主要研究過程包括：文獻(xiàn)檢索，分析現(xiàn)有鎂碳質(zhì)(鎂鋁碳質(zhì))耐火材料回收利用的研究進(jìn)程，分析廢棄鎂碳質(zhì)(鎂鋁碳質(zhì))耐火材料原料特性，選擇合適的原料，熟悉原料的特性，為試驗提供直接的理論基礎(chǔ);以廢舊鎂碳質(zhì)(鎂鋁碳質(zhì))耐火材料為原料，經(jīng)破碎、分級，研究制品的最佳粒度級配;研究廢棄鎂碳質(zhì)(鎂鋁碳質(zhì))耐火材料顆粒料引入形式及引入數(shù)量對制品性能的影響;提高制品體積密度，降低制品的氣孔率;干燥制度及生產(chǎn)工藝制度;結(jié)合劑的作用機(jī)理及結(jié)合劑的選擇;假顆粒對制品性能的影響;半工業(yè)生產(chǎn)及使用等技術(shù)過程。 研究的工藝路線為：以實驗室為依托，結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)實踐，采取邊試驗研究，邊工業(yè)化生產(chǎn)，從顆粒級配入手，通過破碎、篩分、混煉、成型、熱處理、性能檢測等方法，完成項目的研究。研究發(fā)現(xiàn)：在原料處理過程中，廢棄鎂碳磚經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚砗螅梢赃€原出比較好的鎂砂顆粒，完全可以取代新鎂砂作為鎂碳磚的原料;廢棄鎂碳磚處理的比較理想的設(shè)備是干碾機(jī)，可破壞鎂碳磚的假顆粒而不影響真顆粒的使用效果。為了最大程度地消除假顆粒，應(yīng)采用二次碾壓的處理工藝，其中一次碾壓時間不小于40分鐘，二次碾壓時間應(yīng)不小于30分鐘;碳化鋁主要集中在小于1mm(1～0.074mm，<0.074mm)的細(xì)粉中(后續(xù)試驗表明主要集中在小于0.2mm細(xì)粉中)，因此只需對該部分物料進(jìn)行水化處理，處理的加水量應(yīng)不小于物料量的8%。 由于使用過的廢棄鎂碳磚顆粒的表面性質(zhì)與原始的鎂砂顆粒有所區(qū)別，在重復(fù)使用時應(yīng)與新鎂砂的使用在顆粒級配、結(jié)合劑等方面有所不同。1～0.074mm的回收料不宜在制備再生鎂碳磚中使用，但是可以磨成細(xì)粉，消除假顆粒后使用。小于0.074mm的回收料中含有較多的碳，因此配料時，必須考慮這部分原料帶入的碳。回收料中的碳化鋁主要集中在細(xì)粉中，所以在制磚時，必須對細(xì)粉中的碳化鋁進(jìn)行預(yù)水化處理，否則細(xì)粉加入量超過8%時，制品易開裂。樹脂宜選擇3520低黏度樹脂，加入量應(yīng)選擇在3.2%～3.5%之間，制品易于成型，成型后的性能指標(biāo)也較好。回收料的加入量為60%時，再生渣線鎂碳磚的性能均可以滿足行業(yè)要求，在對高溫抗折強(qiáng)度要求不高的條件下，回收料也可以考慮70%加入量。回收料的加入量為80%或90%時，鎂碳磚的性能下降，可在要求不高的部位使用。選用Al粉作為抗氧化劑，加入2%可以使得再生鎂碳磚有較強(qiáng)的抗氧化能力。廢棄鎂碳磚回收的研究，改變了廢棄料只能配入使用的利用方式，擴(kuò)大了廢料的回收利用范圍，使配入法造成的配方不穩(wěn)定性、制品性能不易控制性等生產(chǎn)技術(shù)問題得到了根本的解決。節(jié)約了國家的礦物資源和能源，而且也減少了廢棄材料對環(huán)境的污染，大大降低鎂碳磚等耐火材料的生產(chǎn)成本。因此，對廢棄耐火材料回收再利用研究是非常有意義的。采用廢棄鎂碳磚作為原料生產(chǎn)再生鎂碳磚，每噸可節(jié)約成本2016元，從2009年至今共生產(chǎn)76000多噸，按50%加入量計算，可創(chuàng)直接經(jīng)濟(jì)效益近8000萬元人民幣。
【成果類別】 應(yīng)用技術(shù)
【成果水平】 國際領(lǐng)先
【研究起止時間】 2008-01～2010-12
【評價形式】 鑒定
【獲獎情況】項目獲得遼寧省科技進(jìn)步三等獎
