一种用废电瓷和废堇青石质棚板制备耐火泥的方法

1.本发明涉及耐火材料技术领域，具体涉及一种由废电瓷和废堇青石质棚板制备的耐火泥。


背景技术：

2.近年来，随着国家环保政策的管控及耐火原料资源开采现状的影响，耐火原料行业呈现价格快速上涨的趋势，且原料资源日渐减少，因此急需寻找成本合适、性能稳定的耐火原料替代资源。电工陶瓷简称电瓷，是一种具有良好的绝缘性能和机械强度的陶瓷材料，广泛用于电力设施中。随着国内电力行业的发展，电瓷产量也不断增加，导致废电瓷的量也不断增加。废电瓷具有极稳定的理化性质，耐氧化性能、抗腐蚀性能好。目前在国内的处理以填埋和堆积为主，但简单的堆积或填埋会对废电瓷处理区域的自然环境和人身健康造成危害，影响当地的可持续发展。因此探索科学合理利用废电瓷途径具有重要意义。
3.由于电瓷的烧成工艺中可达到约1250～1300℃的高温，废电瓷也具备了一定的耐高温性能，加之其为块状材料，致密且有一定的强度，可通过物理破碎工艺将其颗粒化作为耐高温材料的原料，使其具有高值化利用的潜力。
4.中国作为陶瓷生产大国，伴随大量窑具废料的产生，如棚板。棚板的成分主要以堇青石质为主，经过高温应用后，其主要成分并未发生变化，且更为致密，具有良好的导热性和耐碱性能，属于性能优异的非氧化物原料。
5.冶金窑炉和煅烧窑炉在生产过程中，耐火泥是必不可少的消耗品。其用于填充设备的缝隙，将各定型耐火材料制品粘结成整体，以提高冶金设备的使用寿命和安全性。例如钢包和中间包的滑动水口系统之间的缝隙，钢包透气砖之间的缝隙，均需要使用耐火泥进行填充，由于滑动水口与透气砖等部分的使用条件非常苛刻，稍有不慎就会造成高温钢水沿装配缝隙火泥处渗漏，严重时还可能会造成安全生产事故，因此，所使用的耐火泥的高温性能、抗侵蚀性与粘结强度等各方面性能均需要达到较高要求，其质量直接关系到高温工业生产的安全性以及生产设备的使用寿命和成本。
6.本发明以废电瓷、废堇青石质棚板和粘土为原料，以磷酸二氢铝，叶腊石，纤维素，糊精为结合剂，充分利用结合剂在中低温的粘结硬化和高温下的化学反应的强度，制备可在1300℃以内使用的免烧成耐高温材料。具有低成本、低能耗、适合规模化生产的优势，制备的耐高温材料具有高温强度稳定、抗热震稳定性好等优点。


技术实现要素：

7.本发明基于上述问题，发明一种以废电瓷和废堇青石质棚板为主要原料制备的耐火泥，其成本低廉，具有优异的抗侵蚀性，高温性能和粘结强度。
8.本发明提出的耐火泥，其由多种原料制备得，包括主基料、外加剂和水；各原料由如下重量份的原料组成：
9.废电瓷50～75％，废堇青石质棚板20～45％，粘土3～8％。
10.以主基料重量为基准，所述外加剂包括如下重量百分比的组分：
11.磷酸二氢铝0.5～2.5％，叶腊石2～6％，纤维素1～1.5％，糊精1～4％。
12.以主基料重量为基准，水20～25％。
13.优选的，所述的废电瓷原料为经过预处理后粒径分别为0～0.2mm的颗粒、小于200目的细粉；所述的废电瓷原料颗粒粒径0.2mm，含量为60～70wt.％，细粉(小于200目)含量为30～40wt.％。
14.优选的，所述废堇青石质棚板中sio2含量45～50％，al2o3含量占 40～45％，所述废堇青石质棚板经预处理后颗粒粒径0.3mm；细粉2200 目。
15.优选的，所述的粘土sio2含量约56％，al2o3含量接近40％；所述的粘土粒径小于100目；
16.优选的，所述外加剂为磷酸二氢铝和叶腊石，纤维素，糊精中的一种或多种组合。
17.所述废电瓷、废堇青石质棚板、粘土主基料总量百分比为100％。
18.本发明所述的重量份的单位为国家标准单位，如g、kg和吨等。
19.本发明提出一种所述耐火泥的制备方法，包括以下步骤：
20.按照重量百分比，将所述废电瓷粉料、所述废堇青石质棚板粉料、所述粘土混合均匀得预混粉料；
21.按照重量百分比，将所述外加剂中的磷酸二氢铝和水搅拌混合均匀得预混溶液；
22.将所述主基料预混粉料，叶腊石，纤维素和所述预混溶液中混合，搅拌均匀，得到高铝耐火泥。
23.本发明具有如下有益效果：
24.1)本发明利用废电瓷和废堇青石质棚板，通过合理复配，开发耐热耐碱耐火泥。同时消耗使用大量的陶瓷固废，实现了固废的高值利用，具有深远的社会意义。
25.2)该耐火泥的耐高温性能优异，使用温度可达1300℃，并且能够有效的抵抗碱侵蚀，耐碱程度可达到一级，可以应用于水泥窑、cfb锅炉、垃圾焚烧炉、危险废物焚烧炉等热工设备中，提高设备的运行稳定性。
26.本发明具有成本低(主要原料为废电瓷)、适宜规模化生产、可制备免烧成耐高温材料的优势。
具体实施方式
27.下面结合具体实施例具体说明本发明的具体实施过程。特别需要指出的是，本发明说明书所举实施例只是为了帮助理解本发明，它们不具任何限制作用，即本发明除说明书所举实施例外，还可以有其他实施方式。因此，凡是采用等同替换或等效变换形式形成的任何技术方案，均落在本发明要求的保护范围中。
28.下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明：
29.一种用废电瓷和废堇青石质棚板制备耐火泥的制备工艺流程为：以废电瓷、碳化硅废棚板和粘土为主基料，磷酸二氢铝和叶腊石，纤维素，糊精为外加剂，按一定比例和顺序将主基料、外加剂和水混合均匀，获得性能优良的耐火泥。
30.实施例1
31.本实施例涉及一种耐热材料，由包括如下质量百分比得原料制备所得：
32.废电瓷51％，废堇青石质棚板41％，粘土8％。
33.以主基料重量为基准，所述外加剂包括如下重量百分比的组分：
34.磷酸二氢铝1.2％，叶腊石3％，纤维素1.1％，糊精2％。
35.以主基料重量为基准，水22％。
36.原料选定后，采用前述制备方法按步骤混合各组分原料，用搅拌机充分搅拌预混20分钟即可使用。
37.实施例2
38.本实施例涉及一种耐热材料，由包括如下质量百分比得原料制备所得：
39.废电瓷67％，废堇青石质棚板28％，粘土5％。
40.以主基料重量为基准，所述外加剂包括如下重量百分比的组分：
41.磷酸二氢铝1.8％，叶腊石5％，纤维素1.4％，糊精1％。
42.以主基料重量为基准，水25％。
43.原料选定后，采用前述制备方法按步骤混合各组分原料，用搅拌机充分搅拌预混20分钟即可使用。
44.实施例3
45.本实施例涉及一种耐热材料，由包括如下质量百分比得原料制备所得：
46.废电瓷75％，废堇青石质棚板21％％，粘土4％。
47.以主基料重量为基准，所述外加剂包括如下重量百分比的组分：
48.磷酸二氢铝2.3％，叶腊石6％，纤维素1.5％，糊精4％。
49.以主基料重量为基准，水23％。
50.原料选定后，采用前述制备方法按步骤混合各组分原料，用搅拌机充分搅拌预混20分钟即可使用。
51.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。