技術領域

本發明涉及廢棄耐火材料處理技術，尤其涉及一種廢棄鎂碳質耐火材料的高效再利用方法。

背景技術

鎂碳質耐火材料是鋼鐵冶煉過程中最常用的耐火材料之一，主要用于轉爐以及鋼包等。鎂碳質耐火材料主要以氧化鎂和石墨為原料，以樹脂為結合劑，均勻攪拌后通過壓力成型為制品。

由于出于生產及操作安全等方面上的考慮，這些砌筑在轉爐和鋼包上的鎂碳質耐火材料在使用到一定程度，達到安全使用極限厚度時，就要從轉爐和鋼包上拆下成為廢棄耐火材料。

對于這些廢棄的鎂碳質耐火材料，目前采用的主要再利用方法有：(1)作為低級耐火材料的原料使用；(2)作為鋼鐵冶煉的造渣材料使用；(3)作為筑路材料使用。

由于鎂碳質耐火材料中含有近75-80％的MgO和12-20％的天然石墨，因此，無論采用上述哪種再利用方法，都沒有使廢棄鎂碳質耐火材料中的重要組分-氧化鎂和天然石墨得到高效利用。

發明內容

本發明的目的在于，針對廢棄鎂碳質耐火材料再利用過程中存在的問題，提出一種廢棄鎂碳質耐火材料的高效再利用方法，該方法成本低、操作簡便、易于實施，可以使廢棄鎂碳質耐火材料得到高效再利用。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種廢棄鎂碳質耐火材料的高效再利用方法，包括以下步驟：

步驟1、將廢棄鎂碳質耐火材料破碎；

步驟2、將步驟1破碎后的廢棄鎂碳質耐火材料在水浴條件下進行水化處理獲得漿料，漿料中固體與液體的體積比為1/2-1/5；水化處理時廢棄鎂碳質耐火材料中的MgO轉化為Mg(OH)₂，產生體積膨脹進入漿料；

步驟3、將漿料進行超聲波處理，促進疏水性的石墨和Mg(OH)₂間的分離；

步驟4、將超聲波處理后的漿料進行浮選分離；

步驟5、將步驟4浮選分離獲得的上浮部分干燥得到石墨；將浮選分離獲得的沉淀部分煅燒，去除其中未能分離的部分石墨和由結合劑碳化所產生的玻璃碳，得到氧化鎂。

進一步地，廢棄鎂碳質耐火材料包括重量配比如下的各組分MgO 70-85％，C 15-30％。

進一步地，步驟1將廢棄鎂碳質耐火材料粉碎至粒度小于15mm。

進一步地，所述水浴的溫度高于80℃，水化處理時間為2-10小時。

進一步地，所述超聲波處理時間5-15分鐘，采用的超聲波頻率20-100kHz。

進一步地，所述浮選分離所用捕收劑為煤油，加入量為廢棄鎂碳質耐火材料量的1-5％wt；起泡劑為2-乙基六醇，加入量為廢棄鎂碳質耐火材料的1-3％wt。

進一步地，浮選時間為5-20分鐘

進一步地，所述干燥溫度為80-100℃，干燥時間為2-5小時所述煅燒溫度為800℃，煅燒時間為1-2小時。

本發明廢棄鎂碳質耐火材料的高效再利用方法針對氧化鎂和天然石墨的特性，通過對用后廢棄鎂碳質耐火材料實施破碎、水浴水化、超聲波處理、浮選分離以及煅燒處理，使廢棄鎂碳質耐火材料中的氧化鎂和石墨成分得到有效分離和高效利用，與現有技術相比較具有以下優點：

1)該方法成本低、操作簡便、易于實施；

2)能使廢棄鎂碳質耐火材料中的MgO和C組分得到100％高效利用。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明進一步說明：

對照例1-4和本實施例1-5根據粉碎物顆粒粒度、水化時的水浴處理溫度、超聲波頻率大小以及超聲波處理時間的不同，對廢棄鎂碳質耐火材料進行分離處理，分別獲取石墨和氧化鎂，以達到高效利用廢棄鎂碳質耐火材料的目的。

具體地，對照例1-4和本實施例1-5以MgO含量為80.9％，天然石墨含量為15.2％的廢棄鎂碳磚為實施對象，首先將其破碎至不同顆粒粒度。生產上述鎂碳磚時使用的主要原料為：純度98.1％的電熔鎂，純度97.5％的天然石墨以及3％的樹脂。稱取不同粒度大小的鎂碳質破碎物各10kg，投入不同溫度的水浴中水化12h。將水化后的漿體從水浴中取出放入不銹鋼容器中，然后利用超聲波在不同頻率下處理。超聲波處理結束后，在漿體中加入起泡劑和捕收劑，并攪拌一定時間。靜止一定時間后，從容器上部將含有石墨的物體取出，在80℃下干燥12h獲得石墨。對于容器內沉淀部分，在80℃下干燥12h，然后在800℃下煅燒3h獲得氧化鎂。