本發(fā)明涉及鋁電解廢陰極炭塊和鋁灰的再利用技術(shù)，具體涉及一種LF爐復(fù)合造渣劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
電解鋁工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在當(dāng)今社會發(fā)展中起到了重要作用。目前我國鋁產(chǎn)量位居世界第一位，超過1500萬噸，而且仍然呈快速增長的勢頭。同時，鋁電解在給國民經(jīng)濟帶來大量有價值鋁錠的同時，也帶來了污染。最大的污染源就是電解槽廢舊陰極。
到目前為止廢舊電解槽內(nèi)襯量累計排放量已達700多萬噸，我國的電解鋁廠主要采用大型預(yù)焙陽極電解槽，電解槽運行達到其使用壽命就必須進行大修，大修時電解槽的內(nèi)襯就要更換，這些大修時產(chǎn)生的物料稱為大修廢渣或電解槽廢內(nèi)襯等。廢舊陰極炭塊堆放時其中的氟化物和氰化物滲入地下水中，污染水源。此外，還對周圍動植物有很大危害，影響自然生態(tài)平衡，使農(nóng)作物減產(chǎn)。
LF爐即鋼包精煉爐，是鋼鐵生產(chǎn)中主要的爐外精煉設(shè)備，主要用于脫硫、溫度調(diào)節(jié)、改善鋼水純凈度和造渣的作用，LF爐造渣的關(guān)鍵是渣快速熔化并保證合適的黏度。一般來說，轉(zhuǎn)爐出鋼后，由于合金化的影響，鋼包內(nèi)頂渣溫度有下降趨勢，并且鋼水內(nèi)的氧含量過高。另外，需要加入一定量的化渣材料，促使渣料的快速熔化。LF爐造渣劑常規(guī)方法就是加入鋁絲和螢石，鋁絲主要作用是脫氧，螢石主要作用是快速化渣的作用，并且效果一般，同時也并不具備脫氧和化渣的復(fù)合作用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種LF爐復(fù)合造渣劑及其制備方法,將鋁電解廢棄物重新利用，并降低LF爐復(fù)合造渣劑的生產(chǎn)成本。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
一種LF爐復(fù)合造渣劑，所述的復(fù)合造渣劑包括以下原料：鋁電解槽廢舊陰極炭塊和鋁灰。
進一步的，以重量份數(shù)計，由以下原料組成：鋁電解槽廢舊陰極炭塊為70～100份，鋁灰為0～30份，原料的重量份數(shù)之和為100份。
進一步的，以重量份數(shù)計，由以下原料組成：鋁電解槽廢舊陰極炭塊為85份，鋁灰為15份，原料的重量份數(shù)之和為100份。
進一步的，以100份重量單位計，所述的鋁電解槽廢舊陰極炭塊的成分包括：C為70份，F(xiàn)為10份，Na為6份，其他含量為雜質(zhì)；
以100份重量單位計，所述的鋁灰的成分包括：Al為10～25份，Al2O3為31.55份，SiO2為5.5份，MgO為3份，CaO為2份，Na2O為3份，其他含量為雜質(zhì)。
一種LF爐復(fù)合造渣劑的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：將鋁電解槽廢舊陰極炭塊和鋁灰的粒度破碎至5mm以下；
步驟二：將步驟一獲得的陰極炭塊與鋁灰按原料的組成重量混合10～20min，得到混合料；
步驟三：將混合物在300℃以下進行干燥，使混合料的水量小于混合料總重量的0.5％，得到LF爐復(fù)合造渣劑。
本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
(1)本發(fā)明利用鋁電解廢舊陰極炭塊和鋁灰制備脫氧化渣劑，鋁灰中含有的鋁和鋁電解廢舊陰極炭塊中含有炭加入LF爐中放出大量的熱，有利于彌補LF爐加入復(fù)合造渣劑過程的熱量損失，而且廢舊陰極炭塊可以為鋼水增碳。
(2)本發(fā)明的鋁電解的廢舊陰極炭塊內(nèi)部含有一定量的氟化物有利于改善冶煉渣系的流動性，有利于夾雜物的去除；
(3)本發(fā)明的鋁灰中含有的鋁金屬可以在LF爐中作為脫氧和脫硫元素；鋁灰中含有大量的Al2O3能抑制不溶解硫的2CaO·SiO2的生成，Al2O3和CaO結(jié)合生成鋁酸鈣(3CaO·Al2O3和12CaO·7Al2O3)熔點低、穩(wěn)定性強，促進渣洗脫硫的效果。
(4)本發(fā)明的LF爐復(fù)合造渣劑所使用的鋁解廢舊陰極炭塊和鋁灰價格便宜，降低了LF爐復(fù)合造渣劑的生產(chǎn)成本。
以下結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明進一步解釋說明。
具體實施方式
一種LF爐復(fù)合造渣劑，包括以下原料：鋁電解槽廢舊陰極炭塊和鋁灰，以重量份數(shù)計，由以下原料組成：鋁電解槽廢舊陰極炭塊為70～100份，鋁灰為0～30份，原料的重量份數(shù)之和為100％。
其中：以100份重量單位計，鋁電解槽廢舊陰極炭塊的成分包括：C為70份，F(xiàn)為10份，Na為6份，其他含量為雜質(zhì)；
以100份重量單位計，鋁灰的成分包括：Al為10～25份，Al2O3為31.55份，SiO2為5.5份，MgO為3份，CaO為2份，Na2O為3份，其他含量為雜質(zhì)。
一種LF爐復(fù)合造渣劑的制備方法，包括以下步驟：
步驟一：對鋁電解槽廢舊陰極炭塊和鋁灰進行破碎和過篩，使其的粒度均達到5mm以下；
步驟二：將步驟一獲得的陰極炭塊與鋁灰按原料的組成重量，進行人工和機械混合10～20min，得到混合料；
步驟三：將混合物料在隧道窯、豎爐或鏈篦式回轉(zhuǎn)窯等內(nèi)，在300℃以下干燥，干燥時間以混合料的水量小于混合料總重量的0.5％來確定；
待冷卻至常溫，將混合料進行打包封存，得到LF爐復(fù)合造渣劑。
在使用時，將本發(fā)明的LF爐復(fù)合造渣劑以3kg/t(即1噸LF爐鋼包中加入復(fù)合造渣劑3kg)的量加入LF爐鋼包中。
以下給出本發(fā)明的具體實施例，需要說明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
本實施例請給出一種LF爐復(fù)合造渣劑，以重量份數(shù)計，由以下原料組成：鋁電解槽廢舊陰極炭塊為100份。
一種利用廢舊陰極炭塊制備LF爐復(fù)合造渣劑的方法，按照以下步驟進行：
步驟一：對廢舊陰極炭塊和各原料進行破碎和過篩，使其粒度達到5mm以下；
步驟二：按原料的組成重量稱取各原料，進行人工和機械混合15min，得到混合料；
步驟三：將混合原料在豎爐或鏈篦式回轉(zhuǎn)窯內(nèi)進行干燥，在200℃下干燥時間為0.5h；將烘干的混合料球進行打包封存。
在使用時，將本實施例中的LF爐復(fù)合造渣劑以3kg/t(即1噸鋼加入復(fù)合造渣劑3kg)的量加入LF爐鋼包中。
本實施例制備的LF爐復(fù)合造渣劑的性能參數(shù)如表1所示。
實施例2：
本實施例請給出一種LF爐復(fù)合造渣劑，以重量份數(shù)計，由以下原料組成：鋁電解槽廢舊陰極炭塊為90份，鋁灰為10份。
本實施例的LF爐復(fù)合造渣劑的制備方法和使用方法與實施例1相同。
本實施例制備的LF爐復(fù)合造渣劑的性能參數(shù)如表1所示。
實施例3：
本實施例請給出一種LF爐復(fù)合造渣劑，以重量份數(shù)計，由以下原料組成：鋁電解槽廢舊陰極炭塊為85份，鋁灰為15份。
本實施例的LF爐復(fù)合造渣劑的制備方法和使用方法與實施例1相同。
本實施例制備的LF爐復(fù)合造渣劑的性能參數(shù)如表1所示。
實施例4：
本實施例請給出一種LF爐復(fù)合造渣劑，以重量份數(shù)計，由以下原料組成：鋁電解槽廢舊陰極炭塊為80份，鋁灰為20份。
本實施例的LF爐復(fù)合造渣劑的制備方法和使用方法與實施例1相同。
本實施例制備的LF爐復(fù)合造渣劑的性能參數(shù)如表1所示。
實施例5：
本實施例請給出一種LF爐復(fù)合造渣劑，以重量份數(shù)計，由以下原料組成：鋁電解槽廢舊陰極炭塊為75份，鋁灰為25份。
本實施例的LF爐復(fù)合造渣劑的制備方法和使用方法與實施例1相同。
本實施例制備的LF爐復(fù)合造渣劑的性能參數(shù)如表1所示。
實施例6：
本實施例請給出一種LF爐復(fù)合造渣劑，以重量份數(shù)計，由以下原料組成：鋁電解槽廢舊陰極炭塊為70份，鋁灰為30份。
本實施例的LF爐復(fù)合造渣劑的制備方法和使用方法與實施例1相同。
本實施例制備的LF爐復(fù)合造渣劑的性能參數(shù)如表1所示。
本發(fā)明的鋁電解廢陰極炭塊主要成分含有炭和氟化物，能夠有效地提升鋼包增碳劑的流動性和保溫性；從表1可以看出，本發(fā)明的造渣劑具有較好的增碳效果增碳吸收率的增加所起的技術(shù)效果，這是因為鋁灰主要成分為鋁和三氧化二鋁，有很好的提溫和化渣作用，這兩種材料屬于鋁電解過程所產(chǎn)生的固體廢棄物。
表1加入成品量實驗結(jié)果