一种利用铝电解槽废旧保温材料生产的煤矸石砖及其制备方法【技术领域】，具体涉及一种利用铝电解槽废旧保温材料生产的煤矸石砖及其制备方法。[0002]目前，国内铝电解槽的保温层由外向里大部分均为硅酸钙板、轻质保温砖、耐火砖和干式防渗料层，铝电解槽使用过程中，电解质会不断侵蚀阴极碳块和保温层，使电解槽变形破损，现有电解槽的保温层由外向里为硅酸钙板、轻质保温砖、干式防渗料层，轻质保温砖主要成份是SiO2,占砖重的80%以上，砖缝用Al2O3粉填充，耐火砖和防渗料主要成份是55%A1203和40%Si02。使用几年后的电解槽大修时，防渗料层会被电解质侵蚀生成玻璃态霞石或钠长石，并有部分氟化盐(CaF2、NaF、MgF2、LiF2、Na3AlF6 )、铝、铁等成分，属于危险废物，其产生量随着电解铝产量的增加而增加。废旧保温材料中总体成份主要还是Al2O3和SiO2,与粘土的主成份相似，因不含结合水，塑性较差。目前市场上煤矸石砖的主要成份是小于70%的SiO2和10~25的Al2O3, Al2O3含量较多的砖的强度也较高，另有2~8%的Fe2O3和少量钙、镁氧化物。现今国内铝厂对上述铝电解槽废旧保温材料的处理方法主要为堆填，过多的堆填会污染周围的土地，造成二次污染，并会影响土地的使用。[0003]随着社会不断的进步，人们也越来越重视防治土地的污染，再加上全球耕地面积的减少，保护耕地迫在眉睫，提出了禁止使用实心粘土砖。为解决上述问题，开发一种环保处理铝电解槽废旧保温材料的方法是非常必要的。
[0004]本发明的第一目的`在于提供一种利用铝电解槽废旧保温材料生产的煤矸石砖；第二目的在于提供所述利用铝电解槽废旧保温材料生产的煤矸石砖的制备方法。[0005]本发明的第一目的是这样实现的，所述的煤矸石砖原料为铝电解槽废旧保温材料、粘土和煤砰石。[0006]本发明的第二目的是这样实现的，包括备料、筛分、磁选、混料陈化、成型、干燥脱水、烧制、烟气处理步骤，具体包括:
A、备料:将原料铝电解槽废旧保温材料、粘土和煤矸砖按配比进行混合备用；
B、筛分:将混合均匀后的原料进行破碎、筛分得到骨料和粉料；
C、磁选:粉料经球磨机回收铝后和骨料均进行磁选以回收铁；
D、混料陈化:将经磁选后的骨料与粉料加入重量10-15%的水进入混料机混匀并陈化4~8天；
Ε、成型:将陈化后的混料经挤压成型得到砖坯；
F、干燥脱水:将砖坯干燥脱水至含水量f4% ；
G、烧制:将干燥脱水后的砖坯送入隧道窑，在80(T85(TC下保温8h后冷却得到目标物；
H、烟气处理:对烧结产生的烟气进行回收处理。
[0007]本发明采用急需处理的铝电解槽废旧保温材料废物为原料，代替需要保护的粘土，将各种资源全部进行回收利用，对烟气进行收集净化回收处理，使得资源循环利用的同时并保护了环境，并且由于适量的铝电解生产的含氟废物，使得煤矸石的烧成温度从传统的1050°C降到850°C以下，大大降低了能耗且节约了粘土。



[0008]图1为本发明工艺流程图。

[0009]下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0010]本发明所述的利用铝电解槽废旧保温材料生产的煤矸石砖，其原料为铝电解槽废旧保温材料、粘土和煤矸石。
[0011]所述的铝电解槽废旧保温材料、粘土和煤矸石的重量比为2~4:6^8:35~45。
[0012]本发明所述的利用铝电解槽废旧保温材料生产的煤矸石砖的制备方法，包括备料、筛分、磁选、混料陈 化、成型、干燥脱水、烧制、烟气处理步骤，具体包括:
A、备料:将原料铝电解槽废旧保温材料、粘土和煤矸砖按配比进行混合备用；
B、筛分:将混合均匀后的原料进行破碎、筛分得到骨料和粉料；
C、磁选:粉料经球磨机回收铝后和骨料均进行磁选以回收铁；
D、混料陈化:将经磁选后的骨料与粉料加入重量10-15%的水进入混料机混匀并陈化4~8天；
Ε、成型:将陈化后的混料经挤压成型得到砖坯；
F、干燥脱水:将砖坯干燥脱水至含水量f4% ；
G、烧制:将干燥脱水后的砖坯送入隧道窑，在80(T85(TC下保温8h后冷却得到目标
物；
H、烟气处理:对烧结产生的烟气进行回收处理。
[0013]所述的破碎为锤式破碎、鄂式破碎、球磨破碎、对滚破碎中的几种。
[0014]所述的骨料直径为f 3mm，所述的粉料直径为0.5mm以下。
[0015]所述的骨料与粉料的混料重量配比为2~4:6~8。
[0016]所述的经球磨机回收招是将粉料进入球磨机磨到100目以下,将不能磨碎的金属铝选出回收。
[0017]所述的干燥脱水为自然干燥、蒸汽干燥、炉窑尾气干燥中的一种。
[0018]所述的干燥脱水的温度为125°C以下。
[0019]所述的烟气处理是采用二次喷淋吸收塔吸收，再经钙盐一次处理和聚合氧化铝二次处理后达标排放。
[0020]利用铝电解废旧保温材料生产保温砖并回收碳的生产方法是将铝电解槽大修产生的废旧保温材料、外取的粘土和煤矸石按3:7:40的比例混合并进行破碎、筛分，选出r2mm的颗粒作为骨料，小于0. 5mm的粉料作为填充料，破碎的物料经过磁选选出金属铁， 骨料进入料仓，筛出的物料一起进入球磨机磨到100目以下，并将不能磨碎的金属铝选出 回收，将骨料、粉料按3:7的比例混合进入料仓。混合料按总重的1(T15%比例加水，混合均 匀后，进入陈化仓库，41天后取出用全双级真空挤压机和相应模具压制成客户所需形状砖 坯，在125°C以下进行干燥。砖坯干燥至含水率4%以下时，进入隧道窑，按60°C /h的升温 速度升到850°C，在80(T85(TC温度下，保温41小时，出窑后冷却即得成品，成品性能达到 GB5101?2003煤矸石砖的要求。
[0021]隧道窑产生的烟气含有少量氟，处理时采用先二次喷淋吸收塔吸收，然后经过活 性氧化铝吸附塔排放的流程。吸收塔中回收的废水因含有少量氟，需要经钙盐（电石渣或石 灰）一次处理和聚合氯化铝二次处理后达标排放，废水处理收集的氟化钙和氟化铝可用作 其他氟化盐生产的原料。
[0022]本发明工艺使用急需处理的废物代替需要保护的粘土为原料，在较低温度下烧 成，降低了能耗，各种资源全部回收利用，气体全部收集净化处理，环境效益明显。
[0023]实施例1
将原料铝电解槽废旧保温材料lOOKg、粘土 250Kg和煤矸石600Kg进行混合，进行鄂式 与对滚破碎，经滚筒筛筛分得到600Kg的f 3mm的骨料和350Kg的小于0. 5mm的粉料，将粉 料经球磨机回收得到0. 9Kg铝，磁选回收得到0. 5Kg铁，将骨料经磁选机磁选后回收得到 1. lKg铁。将磁选后的lOOKg骨料与250Kg粉料和600Kg煤矸石加入lOOKg的水进入混料 机混匀并陈化41天，经挤压成型得到240 X 240 X 115mm砖坯，烘干窑干燥脱水至含水量f 4%，送入隧道窑，在80(T 850°C下保温8h后冷却得到目标物保温砖，产生的烟气先二次 喷淋吸收塔吸收，然后经过活性氧化铝吸附塔排放。
[0024]保温砖检验结果为：实心砖（无孔洞或孔洞小于25%的砖)莫式强度大于MU15。
[0025]实施例2
将原料铝电解槽废旧保温材料lOOKg、粘土 220Kg和煤矸石600Kg进行混合，进行鄂式 与对滚破碎，经滚筒筛筛分得到460Kg的f 3mm的骨料和460Kg的小于0. 5mm的粉料，将粉 料经球磨机回收得到0. 7Kg铝，磁选回收得到0. 4Kg铁，将骨料经磁选机磁选后回收得到 0. 6Kg铁。将磁选后的lOOKg骨料与250Kg粉料和600Kg煤矸石加入lOOKg的水进入混料 机混匀并陈化41天，经挤压成型得到240 X 240 X 115mm砖坯，烘干窑干燥脱水至含水量f 4%，送入隧道窑，在80(T 850°C下保温8h后冷却得到目标物保温砖，产生的烟气先二次 喷淋吸收塔吸收，然后经过活性氧化铝吸附塔排放。
[0026]保温砖检验结果为：实心砖（无孔洞或孔洞小于25%的砖)莫式强度大于MU15。
[0027]实施例3
将原料铝电解槽废旧保温材料lOOKg、粘土 220Kg和煤矸石600Kg进行混合，进行鄂式 与对滚破碎，经滚筒筛筛分得到460Kg的f 3mm的骨料和460Kg的小于0. 5mm的粉料，将粉 料经球磨机回收得到0. 7Kg铝，磁选回收得到0. 4Kg铁，将骨料经磁选机磁选后回收得到 0. 6Kg铁。将磁选后的lOOKg骨料与250Kg粉料和600Kg煤矸石加入lOOKg的水进入混料 机混匀并陈化41天，经挤压成型得到240 X 240 X 115mm砖坯，烘干窑干燥脱水至含水量f 4%，送入隧道窑，在80(T 850°C下保温8h后冷却得到目标物保温砖，产生的烟气先二次 喷淋吸收塔吸收，然后经过活性氧化铝吸附塔排放。[0028]保温砖检验结果为:实心砖(无孔洞或孔洞小于25%的砖)莫式强度大于MU15。
[0029]实施例4
将原料铝电解槽废旧保温材料lOOKg、粘土 220Kg和煤矸石600Kg进行混合，进行鄂式与对滚破碎，经滚筒筛筛分得到560Kg的I~3mm的骨料和360Kg的小于0.5mm的粉料，将粉料经球磨机回收得到0.9Kg铝，磁选回收得到0.4Kg铁，将骨料经磁选机磁选后回收得到
1.2Kg铁。将磁选后的IOOKg骨料与250Kg粉料和600Kg煤矸石加入IOOKg的水进入混料机混匀并陈化18天，经挤压成型得到240 X 240 X 115mm砖坯，烘干窑干燥脱水至含水量f4%，送入隧道窑，在80(T 850°C下保温8h后冷却得到目标物保温砖，产生的烟气先二次喷淋吸收塔吸收，然后经过活性氧化铝吸附塔排放。
[0030]保温砖检验结果为:实心砖(无孔洞或孔洞小于25%的砖)莫式强度大于MU15。
[0031]实施例5
将原料铝电解槽废旧保温材料lOOKg、粘土 220Kg和煤矸石600Kg进行混合，进行鄂式与对滚破碎，经滚筒筛筛分得到300Kg的I~3mm的骨料和620Kg的小于0.5mm的粉料，将粉料经球磨机回收得到0.9Kg铝，磁选回收得到0.4Kg铁，将骨料经磁选机磁选后回收得到
0.5Kg铁。将磁选后的IOOKg骨料与250Kg粉料和600Kg煤矸石加入IOOKg的水进入混料机混匀并陈化18天，经挤压成型得到240 X 240 X 115mm砖坯，烘干窑干燥脱水至含水量f4%，送入隧道窑，在80(T 850°C下保温8h后冷却得到目标物保温砖，产生的烟气先二次喷淋吸收塔吸收，然后经过活性氧化铝吸附塔排放。
[0032]保温砖检验结果为:实心砖(无孔洞或孔洞小于25%的砖)莫式强度大于MU15。
[0033]实施例6
将原料铝电解槽废旧保温材料lOOKg、粘土 220Kg和煤矸石600Kg进行混合，进行鄂式与对滚破碎，经滚筒筛筛分得到660Kg的f 3mm的骨料和260Kg的小于0.5mm的粉料，将粉料经球磨机回收得到1.0Kg铝，磁选回收得到0.4Kg铁，将骨料经磁选机磁选后回收得到
0.7Kg铁。将磁选后的IOOKg骨料与250Kg粉料和600Kg煤矸石加入IOOKg的水进入混料机混匀并陈化18天，经挤压成型得到240 X 240 X 115mm砖坯，烘干窑干燥脱水至含水量f4%，送入隧道窑，在80(T 850°C下保温8h后冷却得到目标物保温砖，产生的烟气先二次喷淋吸收塔吸收，然后经过活性氧化铝吸附塔排放。
[0034]保温砖检验结果为:实心砖(无孔洞或孔洞小于25%的砖)莫式强度大于MU15。