2 廢鎂碳再生料在鎂碳磚中的應用
回收廢鎂碳磚的工作面、原質層、非工作面的碳反應程度不一樣,很有必要對回收廢鎂碳磚進行基礎研究[11]。
鎂碳磚再生料制備鎂碳磚的可以達到利用效率最大化。有許多的學者進行過再生料對再生鎂碳磚性能影響的研究。游杰剛等人[12]再生鎂碳磚中最佳樹脂加入量(w)為3.5%~4%,再生磚樹脂加入量較新磚樹脂加入量高,會相應弱化再生磚使用性能。滿斯林等人[13]的研究表明,加入二次碾壓處理的鎂碳磚再生料降低了鎂碳磚的性能,加入再生料粒度越小對再生制品性能影響越大,加入3~1 mm粒度再生料對再生磚制品力學性能影響最小。張國棟等[14]的研究表明隨著鎂碳磚再生料加入量(w,60%、70%、80%)的增加,再生鎂碳磚的理化性能變差。對比其它學者的研究成果可知,合理處理廢鎂碳磚,再生磚中鎂碳磚再生料的加入量還有上升空間。
趙云松等[15]將廢鎂碳磚破碎成廢磚破碎成≤50 mm的顆粒,加入降低樹脂的結合強度并促進Al4C3水化的復合添加劑進入混砂機中與再生料一起攪拌,在困料≥24 h后進行再生料碾壓處理,減少了假顆粒所占比例,以這些再生料為主要原料制成的再生鎂碳磚與不加再生料的同規格產品具有同等或相近的理化性能指標。
許多學者根據自己的研究申請了鎂碳磚再生料應用專利。趙有恒[16]將用后鎂碳磚分為含鋁類和不含鋁類,含鋁類廢磚水浸泡處理后與不含鋁的廢磚一起除去表面渣層,破碎為5~1 mm顆粒,碾壓處理后篩分,磁選除鐵,加入30%~40%(w)破碎料制備了再生鎂碳磚。向勝樹[17]將廢鎂碳磚回收揀選后除掉滲透層和渣層,二次破碎成8~0 mm統料,篩分成、5~3、3~1 mm的顆粒料,顆粒料烘烤后加高溫瀝青混碾,按照復合磚的生產工藝,工作面采用鎂碳泥料,1/3的靠近非工作面采用廢磚料泥料,壓制含鎂碳廢料復合磚。
表1為破碎廢鎂碳磚顆粒不同粒度料的化學組成。可以看出,不同粒度料的化學成分存在明顯差異,隨著再生料粒度的減小,料中MgO含量下降,C、Al2O3、SiO2含量升高,尤其是當粒度小于0.1 mm以后,MgO的含量急劇降低,而C的含量急劇升高。在選擇顆粒級配時應優先選擇大顆粒再生料,然后是細顆粒再生料;亦可將細顆粒再生料用于其它對體積密度、強度要求不高的制品中;若有條件,可對細顆粒料進行浮選處理剔除一部分石墨含量較高的細顆粒,保證再生磚的質量。
表1鎂碳磚再生料顆粒化學組成
廢磚名稱
|
粒度/mm
|
w/%
|
MgO
|
C
|
Al2O3
|
SiO2
|
廢鎂碳磚1
|
3~1
|
79.75
|
11.0
|
3.50
|
1.97
|
1~0
|
71.14
|
18.3
|
4.45
|
2.44
|
廢鎂碳磚2
|
>1
|
89.47
|
5.01
|
|
|
≤1
|
82.12
|
9.93
|
3.45
|
|
≤0.1
|
60.18
|
20.15
|
5.40
|
|
廢鎂碳磚3
|
5~1
|
≥90
|
≤6
|
≤3
|
≤2
|
≤1
|
≥80
|
≤14
|
≤6
|
≤2
|
≤0.088
|
≥55
|
≤30
|
≤10
|
≤4
|
廢鎂碳磚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
|