2 废镁碳再生料在镁碳砖中的应用
回收废镁碳砖的工作面、原质层、非工作面的碳反应程度不一样,很有必要对回收废镁碳砖进行基础研究[11]。
镁碳砖再生料制备镁碳砖的可以达到利用效率最大化。有许多的学者进行过再生料对再生镁碳砖性能影响的研究。游杰刚等人[12]再生镁碳砖中最佳树脂加入量(w)为3.5%~4%,再生砖树脂加入量较新砖树脂加入量高,会相应弱化再生砖使用性能。满斯林等人[13]的研究表明,加入二次碾压处理的镁碳砖再生料降低了镁碳砖的性能,加入再生料粒度越小对再生制品性能影响越大,加入3~1 mm粒度再生料对再生砖制品力学性能影响最小。张国栋等[14]的研究表明随着镁碳砖再生料加入量(w,60%、70%、80%)的增加,再生镁碳砖的理化性能变差。对比其它学者的研究成果可知,合理处理废镁碳砖,再生砖中镁碳砖再生料的加入量还有上升空间。
赵云松等[15]将废镁碳砖破碎成废砖破碎成≤50 mm的颗粒,加入降低树脂的结合强度并促进Al4C3水化的复合添加剂进入混砂机中与再生料一起搅拌,在困料≥24 h后进行再生料碾压处理,减少了假颗粒所占比例,以这些再生料为主要原料制成的再生镁碳砖与不加再生料的同规格产品具有同等或相近的理化性能指标。
许多学者根据自己的研究申请了镁碳砖再生料应用专利。赵有恒[16]将用后镁碳砖分为含铝类和不含铝类,含铝类废砖水浸泡处理后与不含铝的废砖一起除去表面渣层,破碎为5~1 mm颗粒,碾压处理后筛分,磁选除铁,加入30%~40%(w)破碎料制备了再生镁碳砖。向胜树[17]将废镁碳砖回收拣选后除掉渗透层和渣层,二次破碎成8~0 mm统料,筛分成、5~3、3~1 mm的颗粒料,颗粒料烘烤后加高温沥青混碾,按照复合砖的生产工艺,工作面采用镁碳泥料,1/3的靠近非工作面采用废砖料泥料,压制含镁碳废料复合砖。
表1为破碎废镁碳砖颗粒不同粒度料的化学组成。可以看出,不同粒度料的化学成分存在明显差异,随着再生料粒度的减小,料中MgO含量下降,C、Al2O3、SiO2含量升高,尤其是当粒度小于0.1 mm以后,MgO的含量急剧降低,而C的含量急剧升高。在选择颗粒级配时应优先选择大颗粒再生料,然后是细颗粒再生料;亦可将细颗粒再生料用于其它对体积密度、强度要求不高的制品中;若有条件,可对细颗粒料进行浮选处理剔除一部分石墨含量较高的细颗粒,保证再生砖的质量。
表1镁碳砖再生料颗粒化学组成
废砖名称
|
粒度/mm
|
w/%
|
MgO
|
C
|
Al2O3
|
SiO2
|
废镁碳砖1
|
3~1
|
79.75
|
11.0
|
3.50
|
1.97
|
1~0
|
71.14
|
18.3
|
4.45
|
2.44
|
废镁碳砖2
|
>1
|
89.47
|
5.01
|
|
|
≤1
|
82.12
|
9.93
|
3.45
|
|
≤0.1
|
60.18
|
20.15
|
5.40
|
|
废镁碳砖3
|
5~1
|
≥90
|
≤6
|
≤3
|
≤2
|
≤1
|
≥80
|
≤14
|
≤6
|
≤2
|
≤0.088
|
≥55
|
≤30
|
≤10
|
≤4
|
废镁碳砖4
|
5~3
|
91.56
|
4.53
|
0.22
|
1.39
|
3~1
|
85.24
|
9.57
|
0.78
|
2.28
|
1~0
|
82.39
|
10.53
|
2.28
|
2.53
|