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危廢處置回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行溫度在1100和1300℃時(shí)可選用的耐火磚

添加時(shí)間:2022年7月29日  瀏覽次數(shù):

目前危廢處理的方式基本可分為資源化利用和無(wú)害化處理兩類(lèi),,而回轉(zhuǎn)窯焚燒作為一種傳統(tǒng)的無(wú)害化處理技術(shù),,在危廢處置占據(jù)重要地位由于危廢分類(lèi)工作不到位,,危廢的成分較為復(fù)雜,,焚燒溫度各有差異,高溫焚燒時(shí)產(chǎn)生的熔融物復(fù)雜,。此外,,回轉(zhuǎn)窯的機(jī)械運(yùn)動(dòng)使得危廢對(duì)內(nèi)襯耐火材料產(chǎn)生較大的機(jī)械應(yīng)力。因此,,作為回轉(zhuǎn)窯襯里的耐火材料,,要求其具有較好的抗侵蝕性能、優(yōu)異的高溫耐磨性能和抗熱震性能,。

選取目前危廢處置回轉(zhuǎn)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(lái)石磚和鋁鉻碳化硅磚,進(jìn)行了抗熔渣侵蝕性能研究,,試驗(yàn)熔渣取自合肥某危廢處置回轉(zhuǎn)窯,,其化學(xué)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(fù)雜,,主要物相為NaCLNa2SO4將試驗(yàn)磚制成內(nèi)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(kāi),,觀察剖面的侵蝕情況,并測(cè)量各層厚度,。

試驗(yàn)溫度為1100時(shí),,6組試樣均表現(xiàn)出較好的抗侵蝕性能和抗?jié)B透性能,試樣與渣接觸的界面結(jié)構(gòu)清晰完整,。同時(shí),,50鉻鋯剛玉磚和30鉻鋯剛玉磚幾乎沒(méi)有發(fā)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(lái)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(yàn)后6組坩堝內(nèi)均殘留了大量熔渣。其中,,50鉻鋯剛玉磚中的殘?jiān)鼮樗缮顟B(tài),;而其他5組試樣中殘?jiān)鼊t膠結(jié)在一起,形成多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),,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(guān),。

試驗(yàn)溫度升到1300時(shí),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(méi)有明顯熔渣殘留。30鉻鋯剛玉磚中的殘?jiān)拾褰Y(jié)狀,,而50鉻鋯剛玉磚中的殘?jiān)詾樗缮顟B(tài),。50鉻鋯剛玉磚依然保持了優(yōu)異的抗侵蝕性,但出現(xiàn)了熔渣滲透現(xiàn)象,,滲透層厚度為7mm,。其他5組試樣均出現(xiàn)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(shí)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(wú)明顯殘?jiān)�,,侵蝕層和滲透層的厚度分別為212mm,;高鋁磚侵蝕最為嚴(yán)重,已經(jīng)看不到試樣與渣接觸的界面結(jié)構(gòu),,侵蝕層和滲透層厚度分別為163mm,;剛玉莫來(lái)石磚出現(xiàn)了明顯的侵蝕層(厚度為6mm),但是抗?jié)B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(yàn)后試樣工作層可以看出:150鉻鋯剛玉磚坩堝內(nèi)壁有殘?jiān)街瑲堅(jiān)c磚界面清晰,,滲透界限較明顯,。230鉻鋯剛玉磚坩堝內(nèi)壁有少量殘?jiān)w侵蝕程度較輕,,基質(zhì)受到侵蝕,,骨料邊界存在少量侵蝕現(xiàn)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(shù)量減少,。這是因?yàn)槿墼饕煞?/span>NaCLNa2SO的熔點(diǎn)分別為801884,熔渣滲入后滲透層中液相量增多,,促進(jìn)了氧化鋯顆粒的生長(zhǎng)和發(fā)育,。3鉻剛玉磚坩堝內(nèi)側(cè)未見(jiàn)附著殘?jiān)|(zhì)侵蝕嚴(yán)重,,骨料邊界也有部分侵蝕現(xiàn)象,。(4高鋁磚坩堝基質(zhì)和骨料都侵蝕極為嚴(yán)重,整體結(jié)構(gòu)破壞,。5剛玉莫來(lái)石磚基質(zhì)和骨料都受到侵蝕,,工作面凹凸不平,基質(zhì)侵蝕嚴(yán)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?yàn)閯傆衲獊?lái)石磚本身的顯氣孔率低,;另一方面,,通過(guò)對(duì)比剛玉莫來(lái)石磚侵蝕前后的物相變化發(fā)現(xiàn),熔渣中的CaOSiO2沿著孔隙進(jìn)入后與基體中的AL2O3反應(yīng)生成了鈣長(zhǎng)石相,,新生成的鈣長(zhǎng)石相填充氣孔,,促進(jìn)了基體的致密化,阻礙了熔渣的進(jìn)一步滲透,。6鋁鉻碳化硅磚骨料顆粒保持較好,,但是基質(zhì)侵蝕較為嚴(yán)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(jìn)入磚內(nèi)部,,這與其較大的顯氣孔率有關(guān)。

結(jié)論,;(11100侵蝕試驗(yàn)后,,6組試樣均表現(xiàn)出較好的抗侵蝕性能和抗?jié)B透性能,試驗(yàn)后坩堝內(nèi)都?xì)埩袅舜罅咳墼?

21300侵蝕試驗(yàn)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(yōu)異的抗侵蝕性,但出現(xiàn)了熔渣滲透現(xiàn)象,;30鉻鋯剛玉磚和鉻剛玉磚被輕微侵蝕,,同時(shí)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(yōu)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(yán)重,,已經(jīng)看不到試樣與渣接觸的界面結(jié)

構(gòu),;剛玉莫來(lái)石磚工作層被熔渣侵蝕后有鈣長(zhǎng)石生成,促進(jìn)了基體的致密化,,阻礙了熔渣的進(jìn)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?jié)B透性能均較差,。

3綜合考慮使用性能,、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保等因素,危廢處置回轉(zhuǎn)窯運(yùn)行溫度在1100左右時(shí),,可以?xún)?yōu)先考慮使用高鋁磚,;運(yùn)行溫度在1300左右時(shí),可以?xún)?yōu)先考慮使用剛玉莫來(lái)石磚,。

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