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随着铝冶炼技术的发展,耐火材料的使用条件日益苛刻,传统的耐火材料已难以适应愈来愈高的要求。虽然铝的产量在有色金属中居于首位,但铝冶炼用耐火材料的研究甚少。金属尾矿是一种很有潜在经济价值的二次矿产资源,从中不仅可综合回收多种有价金属和矿物,经破碎加工后的细粒尾矿,其主要矿物成分是硅酸盐、铝硅酸盐、碳酸盐矿物和微量金属矿物,是制备铝冶炼炉窑耐火材料的基础原料,金属尾矿的整体利用对解决或减少尾矿的环境危害有着现实的社会意义。同时新型耐火材料对提高铝的产量、质量和降低生产成本有重要意义。
本文对铝冶炼炉窑使用的耐火材料的情况做了系统介绍,提出对金属尾矿资源在铝冶炼炉窑上的综合利用的研究方案,依托河南豫港龙泉铝业有限公司提供的焙烧炉资料,河南祥通耐火材料公司利用金属尾矿制备的红柱石耐火材料的物性参数。针对来自安阳铁尾矿和灵宝金尾矿,通过对尾矿的采集、细磨、配料、成型、加工等系列工艺和间接二次还原尾矿两种技术工艺形成红柱石制品进行分析介绍。对耐火材料物性参数检测手段进行了阐述,分析了主要成分的微观结构和晶相组成。对火道墙的砌筑工艺简单介绍。运用Fluent对墙体表面温度场分布进行热力学模拟。运用ANSYS对墙体工况恶劣部位的热应力情况进行模拟。根据这些表征手段模拟得出结论,进行经济产业化进行探讨。对比使用新型材料和使用传统材料模拟结果,验证采用尾矿制备的红柱石制品的性能的优越性,为金属尾矿制品的应用性能提供理论参考。
可以确信,金属尾矿资源在铝冶炼炉窑上的综合利用技术的推广,对节能和环保事业必将有重大的推动作用。