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      危廢處置回轉窯運行溫度在1100和1300℃時可選用的耐火磚

      添加時間:2022年7月29日  瀏覽次數:

      目前危廢處理的方式基本可分為資源化利用和無害化處理兩類,而回轉窯焚燒作為一種傳統的無害化處理技術,在危廢處置占據重要地位,由于危廢分類工作不到位,危廢的成分較為復雜,焚燒溫度各有差異,高溫焚燒時產生的熔融物復雜。此外,回轉窯的機械運動使得危廢對內襯耐火材料產生較大的機械應力。因此,作為回轉窯襯里的耐火材料,要求其具有較好的抗侵蝕性能、優異的高溫耐磨性能和抗熱震性能。

      選取目前危廢處置回轉窯用幾種典型耐火材料50鉻鋯剛玉磚、30鉻鋯剛玉磚、鉻剛玉磚、高鋁磚、剛玉莫來石磚和鋁鉻碳化硅磚,進行了抗熔渣侵蝕性能研究,試驗熔渣取自合肥某危廢處置回轉窯,其化學組成()為Na2O 13.49%,MgO 3.19%,AL2O3 7.18%,SiO2 12.86%,P2O5 6.43%,SO3 14.67%,CL- 7.25%,K2O 3.25%,CaO 9.26%,TiO2 6.85%,Fe2O3 7.94%,ZnO 1.17%,PbO 3.07%。熔渣物相組成復雜,主要物相為NaCLNa2SO4。將試驗磚制成內孔尺寸為φ25mmX30mm、外形尺寸為70mmX70mmX70mm的坩堝,加入15g危廢熔渣,分別在11001300保溫24h。沿坩堝孔中心軸剖開,觀察剖面的侵蝕情況,并測量各層厚度。

      試驗溫度為1100,6組試樣均表現出較好的抗侵蝕性能和抗滲透性能,試樣與渣接觸的界面結構清晰完整。同時,50鉻鋯剛玉磚和30鉻鋯剛玉磚幾乎沒有發生滲透行為。其他4組試樣有不同程度的熔渣滲透:鉻剛玉磚的熔渣滲透程度較淺,深度僅為4mm;高鋁磚和剛玉莫來石磚的熔渣滲透深度均為5mm;鋁鉻碳化硅磚由于顯氣孔率較大,滲透深度為8mm。試驗后6組坩堝內均殘留了大量熔渣。其中,50鉻鋯剛玉磚中的殘渣為松散狀態;而其他5組試樣中殘渣則膠結在一起,形成多孔網絡結構,這可能與50鉻鋯剛玉磚中主成分氧化鉻在熔渣中的溶解度極低有關。

      試驗溫度升到1300時,6組試樣的熔渣侵蝕和滲透情況顯著加劇,除50鉻鋯剛玉磚和30鉻鋯剛玉磚還殘留有部分熔渣外,其他4組試樣幾乎沒有明顯熔渣殘留。30鉻鋯剛玉磚中的殘渣呈板結狀,而50鉻鋯剛玉磚中的殘渣仍為松散狀態。50鉻鋯剛玉磚依然保持了優異的抗侵蝕性,但出現了熔渣滲透現象,滲透層厚度為7mm。其他5組試樣均出現了不同程度的熔渣侵蝕和熔渣滲透。其中,30鉻鋯剛玉磚被輕微侵蝕,同時滲透程度加大,侵蝕層厚度和滲透層厚度分別為19mm;鉻剛玉磚中已無明顯殘渣,侵蝕層和滲透層的厚度分別為212mm;高鋁磚侵蝕最為嚴重,已經看不到試樣與渣接觸的界面結構,侵蝕層和滲透層厚度分別為163mm;剛玉莫來石磚出現了明顯的侵蝕層(厚度為6mm),但是抗滲透性能較好(厚度僅為2mm)。由于顯氣孔率高,鋁鉻碳化硅磚抗侵蝕和滲透性能均較差,侵蝕層和滲透層厚度分別為518mm。

      1300抗熔渣侵蝕試驗后試樣工作層可以看出:150鉻鋯剛玉磚坩堝內壁有殘渣附著,殘渣與磚界面清晰,滲透界限較明顯。230鉻鋯剛玉磚坩堝內壁有少量殘渣,整體侵蝕程度較輕,基質受到侵蝕,骨料邊界存在少量侵蝕現象。50鉻鋯剛玉磚和30鉻鋯剛玉磚滲透層中氧化鋯顆粒比原磚層中的氧化鋯顆粒粒徑變大,數量減少。這是因為熔渣主要成分NaCLNa2SO的熔點分別為801884,熔渣滲入后滲透層中液相量增多,促進了氧化鋯顆粒的生長和發育。3鉻剛玉磚坩堝內側未見附著殘渣,基質侵蝕嚴重,骨料邊界也有部分侵蝕現象。(4高鋁磚坩堝基質和骨料都侵蝕極為嚴重,整體結構破壞。5剛玉莫來石磚基質和骨料都受到侵蝕,工作面凹凸不平,基質侵蝕嚴重,有未完全侵蝕的骨料散落其中;但是熔渣滲透作用較弱。一方面,是因為剛玉莫來石磚本身的顯氣孔率低;另一方面,通過對比剛玉莫來石磚侵蝕前后的物相變化發現,熔渣中的CaOSiO2沿著孔隙進入后與基體中的AL2O3反應生成了鈣長石相,新生成的鈣長石相填充氣孔,促進了基體的致密化,阻礙了熔渣的進一步滲透。6鋁鉻碳化硅磚骨料顆粒保持較好,但是基質侵蝕較為嚴重,有未完全侵蝕的骨料散落其中;熔渣沿著氣孔和裂縫滲透進入磚內部,這與其較大的顯氣孔率有關。

      結論;(11100侵蝕試驗后,6組試樣均表現出較好的抗侵蝕性能和抗滲透性能,試驗后坩堝內都殘留了大量熔渣。

      21300侵蝕試驗后,6組試樣的熔渣侵蝕和滲透行為顯著加劇。50鉻鋯剛玉磚依然保持了較優異的抗侵蝕性,但出現了熔渣滲透現象;30鉻鋯剛玉磚和鉻剛玉磚被輕微侵蝕,同時滲透程度加大;由于氧化鉻在熔渣中的溶解度極低,含鉻試樣具有優異的抗熔渣侵蝕性能,但其抗熔渣滲透性能一般;高鋁磚侵蝕最為嚴重,已經看不到試樣與渣接觸的界面結

      構;剛玉莫來石磚工作層被熔渣侵蝕后有鈣長石生成,促進了基體的致密化,阻礙了熔渣的進一步滲透;由于顯氣孔率高,鋁鉻碳化硅磚的抗侵蝕性能和抗滲透性能均較差。

      3綜合考慮使用性能、經濟和環保等因素,危廢處置回轉窯運行溫度在1100左右時,可以優先考慮使用高鋁磚;運行溫度在1300左右時,可以優先考慮使用剛玉莫來石磚。

      關鍵詞:危廢回轉窯   鉻剛玉磚   剛玉莫來石磚   高鋁磚   抗渣   
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