專利名稱：一種利用有色金屬生產(chǎn)廢料制備冶金用鋁酸鈣的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金輔料鋁酸鈣的生產(chǎn)，同時也涉及有色金屬產(chǎn)生的廢渣的綜合利用技術領域。
背景技術：
隨著鋼鐵技術的發(fā)展，對冶金輔料的質量要求也日趨嚴格，予熔型、隱晶質玻璃體的冶金輔料應用日益廣泛，但也消耗了大量的天然
礦產(chǎn)資源。特別是某些特殊鋼種對特定的成分，諸如S、 P、 F、 Ti02、C等指標有特殊的要求，更要有高品位的資源才能符合要求，而有些指標天然資源卻難以達到。
中國專利ZL 200310125135.2中以工業(yè)氧化鋁及其副產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的低Ti02鋁酸鈣工藝，性能也很優(yōu)越。然而成本較高。鋁熱還原法制取金屬鈣會產(chǎn)生尾渣以及其他一些工藝也能相應產(chǎn)生一些非金屬化合物殘渣(以下簡稱鈣渣)，這些尾渣分別具有低Ti02、低Si02、低F等特點，若能經(jīng)過加工使其在鋼鐵等冶金領域中應用，可起到造渣、脫硫、去除夾雜等特殊功效。目前尚無此種技術報道和產(chǎn)品問世。中國專利ZL 200310125135. 2中以工業(yè)氧化鋁及其副產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的低Ti02鋁酸鈣工藝，性能也很優(yōu)越，然而成本不夠理想。

發(fā)明內容
本發(fā)明目的在于有效利用這些金屬生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的尾渣，制成冶金用鋁酸鈣。
鈣渣的成分大約是SiO2《5.0%, CaO:32 55%， Al203:36 55%,其它成分，如Fe203、 MgO均為少量，特別是1102《0.1%，是生產(chǎn)低Ti02含量鋁酸鈣精煉渣的優(yōu)選原料。本發(fā)明以這種礦渣為主要原料，配以礬土、生石灰、石灰石、方解石、螢石、白云石、輕燒鎂等進行制備冶金用鋁酸鈣，其所用原料品種和質量百分配比為轉渣 20 勵
磯土 0 50
生石灰 0 50
石灰石(或方解石) 0 40
螢石 0 50
白云石 0 50
輕燒鎂(或重燒鎂) 0 35
菱鎂礦 0 45
純堿 0 30
硼砂 0 30
其中，對所用原料的要求和規(guī)格是
鈣渣其含Si02 《5.0%, Ca0 32 55%， Al203 36 55%，TiO2《0.1%。
磯土其含A1203 >50%。
生石灰其含CaO >65%。
石灰石其含CaC03》90% 。
方解石其含CaC03 》90°/。。
螢石其含CaF2 >65%。白云石其含CaMg(C03)2 >85%。
輕燒鎂其含MgO >70%。
重燒鎂其含MgO》70%。
菱鎂礦其含MgC03 >90%。
純堿其含NaC03 >95%。
硼砂其含Na2B4CV10H20》90%。
本發(fā)明的生產(chǎn)工藝為原料經(jīng)粉碎后按上述比例組成進行原料的混合，均勻后，加入窯爐中，升溫至1000 160(TC下使物料完全熔化，熔融液體流出后，經(jīng)風冷或水淬碎裂成塊，經(jīng)烘干、冷卻、粉碎、篩分而成產(chǎn)品。
生產(chǎn)設備窯爐是以電為能源的電爐、以天然氣、發(fā)生爐煤氣、重油等為能源的池窯或是以焦碳為燃料的豎爐均可以使用。所述原料的
粒度以電爐所用原料的粒度為0 100mm，池窯原料宜選用0 3mm， 豎爐則用料粒度為50 150mm為好。
制成的的產(chǎn)品鋁酸鈣其成分的質量百分含量為
Si020.5 8.0
CaO28.0 68.0
A120330.0 65.0
CaF20.0 30.0
Ti020.0 0.4Mg。0.8 26.0
Na200.0 15.0
B2030.0 8.0
S0.0~0.05
P0.0 0.03
制成的產(chǎn)品鋁酸鈣，其風冷時顏色呈黃色或黃褐色，水淬時呈黃
綠色。真密度為3. 05 3. 10g/cm3，堆比重為1.36 1.65g/cm3，熔點 1380±20°C。應用中，與鋼液混沖，不起灰塵，利于環(huán)保。成渣迅速， 縮短精煉時間，節(jié)約能源。脫硫率可提高10 15%，效果顯著。
本發(fā)明有效地利用了金屬鈣生產(chǎn)工藝產(chǎn)生的廢渣，節(jié)約了資源， 杜絕了廢渣的環(huán)境污染，并經(jīng)工藝加工生產(chǎn)出品質獨特的冶煉用輔 料，為有色金屬生產(chǎn)廢料的應用開辟了一條新途徑。與天然礬土為原 料生產(chǎn)鋁酸鈣相比，優(yōu)越性在于其可以加工出低Ti02含量的精煉渣， 而使用礬土生產(chǎn)則Ti02含量將無法符合要求(《0.4%)。而應用工業(yè) 氧化鋁及其副產(chǎn)品，則產(chǎn)品成本高，實用性差。
以下用具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
具體實施例方式
實例中鈣渣的成分均為CaO: 49.85， A1203: 44.26， Ti02: 0.05， Si02: 2.08， MgO: 1.05， S: 0.025， P: 0.020。 實例'l:用池窯制備鋁酸鈣。取1700kg鈣渣、200kg白云石、100kg菱鎂石為原料，破碎至3腿以下， 池窯升溫至135(TC時，加入原料，繼續(xù)升溫直到原料熔化，熔融液體 自出料口連續(xù)流出。保持窯溫，不斷補充原料進行連續(xù)生產(chǎn)。流出液 體鐵器盛裝，自然風冷成大塊，然后破碎至小于25mm的顆粒，產(chǎn)品經(jīng) 分析檢驗其成分及含量(wt%)為CaO: 49.32， A1203: 40.86， Ti02: 0.05, Si02: 2.11， MgO: 5.92， S: 0.035， P: 0.023。
實例2:用電爐制備鋁酸鈣。
用原料粒度均在100mm以下，取鈣渣1140kg、礬土200kg、輕燒 鎂260kg、純堿100kg混合備用。電爐引弧生溫，陸續(xù)加料，整爐全部 熔化后，提升電極，傾倒液體入冷水，水淬成卜6irai小顆粒，烘干。 產(chǎn)品經(jīng)分析檢驗其成分及含量(wt%)為CaO: 43.01， A1203: 36.56， Ti02: 0.36， Si02: 2.35， MgO: 13.74， Na2O:3.01, S: 0.032， P: 0.020。
以上實例1和實例2的兩種產(chǎn)品應用于要求低Ti02的特種鋼冶煉 脫硫，效果顯著。 實例3:用豎爐生產(chǎn)鋁酸鈣。
原料均破碎至50 150mm的塊。取鈣渣1300kg、石灰石100kg、礬 土400kg、螢石200kg混合備用。燃料為灰份13。/。的冶金焦碳1200kg。 豎爐添加底焦以木柴引火，鼓風生溫至145(TC，分層投入原料和焦碳， 原料與焦碳的重量比例為3: 1 。熔融液體間斷排出，風冷成大塊。 破碎至0 3mm小顆粒。產(chǎn)品經(jīng)分析檢驗其成分及含量(wt%)為 Si02: 4.48， CaO: 40.36， A1203: 42.87， Ti02: 0.66， MgO: 1.60， CaF2:8.98,S: 0.038， P: 0.027。本品用于冶煉，成渣迅速，脫硫率高。 實例4:用池窯加工鋁酸鈣。
取鈣渣1700kg、生石灰100kg破碎至3腿以下，加入硼砂200kg混合 后為原料，池窯升溫至135(TC時，加入上述原料，繼續(xù)升溫直到原料 熔化，熔融液體自出料口連續(xù)流出。保持窯溫，不斷補充原料進行連 續(xù)生產(chǎn)。流出液體鐵器盛裝，自然風冷成大塊，然后破碎至小于25ran 的顆粒，產(chǎn)品經(jīng)分析檢驗其成分及含量(wt。z^)為CaO: 48.68， A1203:39.96， Ti02:0.04， Si02:1.96，MgO: 0.97，B2O3:5.01，Na2O:1.73,S:0.022， P: 0.009。本品熔點低，脫硫效果好，并有固化爐渣的作用,
權利要求
1、一種利用有色金屬生產(chǎn)廢料制備冶金用鋁酸鈣的方法，其特征在于是利用鋁熱還原法制取金屬鈣的鈣渣為主要原料來生產(chǎn)這一產(chǎn)品；所用原料品種和質量百分配比為鈣渣20～100礬土0～50生石灰 0～50石灰石(或方解石)0～40螢石0～50白云石 0～50輕燒鎂(或重燒鎂)0～35菱鎂礦 0～45純堿0～30硼砂0～30其中所述鈣渣的質量組分為SiO2≤5.0％，CaO 32～55％，Al2O3 36～55％，TiO2≤0.1％，F(xiàn)e2O3、MgO少量；生產(chǎn)工藝為原料經(jīng)粉碎后按比例進行原料的混合均勻后加入窯爐中，升溫至1000～1600℃下使物料完全熔化，熔融液體流出后，經(jīng)風冷或水淬碎裂成塊，經(jīng)烘干、冷卻、粉碎、篩分而成產(chǎn)品；制成的的產(chǎn)品鋁酸鈣其成分的質量百分含量為SiO2 0.5～8.0CaO 28.0～68.0Al2O330.0～65.0CaF2 0.0～30.0TiO2 0.0～0.4MgO 0.8～26.0Na2O 0.0～15.0B2O3 0.0～8.0S0.0～0.05P0.0～0.03。
2、 根據(jù)權利要求1所述利用有色金屬生產(chǎn)廢料制備冶金用鋁酸,丐的方法，其特征在于所述窯爐是電爐，以天然氣、發(fā)生爐煤氣、重油為能源的池窯或是以焦碳為燃料的豎爐。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述利用有色金屬生產(chǎn)廢料制備冶金用鋁酸鈣的方法，其特征在于所述原料經(jīng)粉碎其粒度要求為電爐所用原料的粒度為0 100mm，池窯原料宜選用0 3mm，豎爐則用料粒度為50 150mm。
4、 根據(jù)權利要求l所述利用有色金屬生產(chǎn)廢料制備冶金用鋁酸鈣的方法，其特征在于對所用原料的要求和規(guī)格是.-f丐渣其含Si02 《5.0%， Ca0 32 55%， A1203 36 55%，TiO2《0.1%;磯土其含A1203》50%;生石灰其含CaO》65%;石灰石其含CaC03 》90%;方解石其含CaC03 》90%;螢石其含CaF2 》65%;白云石其含CaMg(C03)2 >85%;輕燒鎂其含MgO >70%;重燒鎂其含MgO》70%;菱鎂礦其含MgC03》90%;純堿其含NaC03》95%;硼砂其含Na2B4CV10H20》90%。
全文摘要
一種利用有色金屬生產(chǎn)廢料制備冶金用鋁酸鈣的方法，是用鈣渣(SiO₂≤5.0％，CaO 32～55％，Al₂O₃ 36～55％，TiO₂≤0.1％，F(xiàn)e₂O₃、MgO少量，20～100％)、礬土(0～50％)、生石灰(0～50％)、石灰石(0～40％)、方解石(0～40％)、螢石(0～50％)、白云石(0～50％)、輕燒鎂(0～35％)、重燒鎂(0～35％)、菱鎂礦(0～45％)、純堿(0～30％)、硼砂(0～30％)為原料，經(jīng)粉碎后按比例進行原料的混合均勻后加入窯爐中，升溫至1000～1600℃下使物料完全熔化，熔融液體流出后，經(jīng)風冷或水淬碎裂成塊，經(jīng)烘干、冷卻、粉碎、篩分而成產(chǎn)品。
文檔編號C21C7/064GK101550471SQ20091001155
公開日2009年10月7日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權日2009年5月14日
發(fā)明者張延大, 張夢顯 申請人:張延大;張夢顯