本發(fā)明涉及一種從固體物料或流體中分離固體物料的磁或靜電分離；高壓電場(chǎng)分離的，尤其涉及磁分離的，具體為一種鋼卷高溫退火的密封砂磁選回用方法。

背景技術(shù)：

1、在鋼鐵工業(yè)中，鋼卷高溫退火是優(yōu)化材料性能的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)。針對(duì)不同的鋼種，通常涉及將冷軋后的鋼卷在退火爐內(nèi)加熱至650℃-1150℃左右，并保溫一定時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)再結(jié)晶、消除內(nèi)應(yīng)力及改善材料韌性等目的。為防止鋼卷在高溫下因緊密接觸而發(fā)生層間粘結(jié)，需在其間隙填充耐高溫密封材料——密封砂。

2、目前，常用的密封砂主要包括熔融石英砂、紫砂等，其粒徑分布與化學(xué)組成需根據(jù)退火工藝優(yōu)化。盡管密封砂在退火過程中起到關(guān)鍵作用，但實(shí)際應(yīng)用中仍存在以下技術(shù)挑戰(zhàn)：鋼卷在高溫退火時(shí)，表面氧化鐵皮（fe3o4、fe2o3、feo）可能破裂形成氧化鐵粉，粘附于密封砂表面，氧化鐵粉不僅污染密封砂，還可能隨保護(hù)氣體流動(dòng)或重力作用重新附著于鋼卷表面，導(dǎo)致表面質(zhì)量缺陷；此外，密封砂經(jīng)過高溫退火后容易結(jié)塊，導(dǎo)致罩子的密封性下降，影響正常生產(chǎn)，結(jié)塊后的砂子需要重新處理才能繼續(xù)使用，增加了生產(chǎn)成本和時(shí)間。

3、現(xiàn)有技術(shù)對(duì)這種變質(zhì)的密封砂的回用操作是將密封砂倒入到一個(gè)振動(dòng)篩里。振動(dòng)篩中裝有磁鐵，振動(dòng)過程中磁鐵將掉落的氧化鐵皮吸附起來清理掉，從而凈化砂子，隨后通過將結(jié)塊的砂子搗散，回填到原位，繼續(xù)使用；但是這種做法容易導(dǎo)致無法完全去除細(xì)小氧化鐵粉，導(dǎo)致砂子中仍有殘留。

4、因此，有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的一種鋼卷高溫退火的密封砂磁選回用方法進(jìn)行改進(jìn)，以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋼卷高溫退火的密封砂磁選回用方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中因高溫?zé)Y(jié)導(dǎo)致氧化鐵粉被玻璃相包裹而無法有效磁選、再生砂物理性能劣化及循環(huán)利用率低的問題。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種鋼卷高溫退火的密封砂磁選回用方法，包括：

3、s1、粗碎結(jié)塊密封砂，篩分分離出未結(jié)塊的原生砂粒與結(jié)塊混合料，結(jié)塊混合料包含：未解離原生砂粒、玻璃相包覆體和燒結(jié)團(tuán)聚體；

4、s2、通過微波加熱與液氮冷卻結(jié)合處理結(jié)塊混合料，使玻璃相包覆體靶向破裂，再通過氣流分選分離出松散顆粒和未解離塊體；

5、s3、松散顆粒先通過一級(jí)磁選直接吸附游離氧化鐵，再進(jìn)入二級(jí)磁選，通過動(dòng)態(tài)流化分選聯(lián)合磁流體增強(qiáng)分離弱磁性氧化鐵；

6、s4、對(duì)未解離塊體進(jìn)行酸洗解離，通過電場(chǎng)分選分離玻璃相與未受損的原生砂粒；

7、s5、對(duì)s3的松散顆粒和s4的未受損的原生砂粒進(jìn)行表面熔融和冷卻成形，恢復(fù)砂粒圓度。

8、本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟s1中，將結(jié)塊密封砂分批投入破碎機(jī)中進(jìn)行粗碎，單次進(jìn)料量≤500kg，破碎機(jī)施加的咬合壓力≤5mpa，破碎的產(chǎn)物粒徑<10mm；使用雙層振動(dòng)篩，篩網(wǎng)孔徑上層3mm，篩網(wǎng)孔徑下層1mm，振動(dòng)頻率25-30hz，振幅5mm。

9、本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟s2中，升溫速率為100℃/min，加熱至750-850℃，保溫5-10min；加熱后的結(jié)塊混合料進(jìn)入驟冷倉，液氮通過環(huán)形噴嘴陣列均勻噴淋至結(jié)塊混合料表面，液氮溫度為-196℃，噴淋流速7-10l/min；驟冷時(shí)間≤30s，使結(jié)塊混合料表面溫度降至-50℃。

10、本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟s2中，將驟冷后的結(jié)塊混合料送進(jìn)入渦旋分選機(jī)，高速氣流形成螺旋上升流場(chǎng)，氣流速度為12-18m/s；分選時(shí)間為2-3min/批次；分離粒徑閾值為50μm。

11、本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟s3中，一級(jí)磁選為強(qiáng)磁捕獲，松散顆粒均勻鋪設(shè)在非磁性傳送帶上，傳送帶下方安裝有超聲波振板，施加30-40khz的高頻振動(dòng)；halbach永磁陣列的表面磁感強(qiáng)度高達(dá)1.8-2.0t，梯度場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到0.5-1.8t/mm。

12、本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟s3中，二級(jí)磁選采用動(dòng)態(tài)流化分選聯(lián)合磁流體技術(shù)，將一級(jí)磁選后的剩余物料注入流化床底部，氮?dú)饬魉?0-12m/s；流化床床層高度1.5-2m，物料停留時(shí)間5-8s；加入磁流體，磁流體為濃度10wt%fe3o4納米流體，粒徑<50nm；在流化床外部施加交變磁場(chǎng)，頻率為4-6hz，峰值1.2-1.5t，磁場(chǎng)方向每秒切換5次。

13、本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟s4中，未解離塊體按固液比1:5-8投入酸洗槽，酸洗液采用摩爾比1:1-1.5的檸檬酸-草酸混合溶液，通過ph緩沖體系維持酸液ph=2-3；酸液恒溫控制在60℃，輔以30-40khz超聲波振蕩，功率密度400-600w/cm3，處理時(shí)間設(shè)定為30-40min；并分離固體殘?jiān)c含fe3+濾液。

14、本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟s4中，將固體殘?jiān)c水1：7-9混合，送至介電分選槽并施加高壓脈沖電場(chǎng)，參數(shù)設(shè)定為：電極間距8-10mm，脈沖寬度3-5μs，電場(chǎng)強(qiáng)度80-100kv/cm，脈沖頻率100-150hz。

15、本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟s5中，表面熔融通過等離子體15000-18000℃下瞬時(shí)熔融砂粒表面，等離子體炬功率80-100kw，工作氣體ar/h2混合比9:1，氣流量15-20l/min，深度<5μm。

16、本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟s5中，熔融態(tài)顆粒進(jìn)入離心霧化器，在25000-30000rpm轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)107℃/s超快冷卻。

17、本發(fā)明解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明具備以下有益效果：

18、（1）本發(fā)明提出了一種密封砂磁選回用方法，通過粗碎篩分、熱沖擊解離、磁選提純、酸洗分選、表面處理及薄膜沉積，解決了玻璃相包覆體阻礙磁選、氧化鐵顆粒磁性減弱及細(xì)顆粒彌散分布的問題；本發(fā)明通過微波加熱與液氮驟冷的熱沖擊技術(shù)破壞玻璃相包覆體，通過強(qiáng)磁捕獲與磁流體增強(qiáng)分離去除游離及弱磁性氧化鐵，采用檸檬酸-草酸體系選擇性解離燒結(jié)團(tuán)聚體，并通過等離子體表面熔融和磁控濺射恢復(fù)砂粒性能并增強(qiáng)耐腐蝕性。最終實(shí)現(xiàn)了密封砂的高效提純與循環(huán)利用，顯著提高了磁選效率和砂粒質(zhì)量，確保鋼卷表面質(zhì)量及密封砂的循環(huán)使用性能。

19、（2）本發(fā)明通過一級(jí)磁選和二級(jí)磁選相結(jié)合，一級(jí)磁選利用halbach永磁陣列的強(qiáng)磁場(chǎng)直接捕獲游離氧化鐵，而二級(jí)磁選通過動(dòng)態(tài)流化分選聯(lián)合磁流體技術(shù)進(jìn)一步去除弱磁性氧化鐵，實(shí)現(xiàn)了對(duì)松散顆粒中不同磁性氧化鐵的高效去除，一級(jí)磁選通過超聲波輔助解離增強(qiáng)捕獲率，二級(jí)磁選通過磁流體增強(qiáng)分離弱磁性氧化鐵，顯著提升了原生砂粒的純度，與現(xiàn)有技術(shù)相比，進(jìn)一步達(dá)到了對(duì)氧化鐵雜質(zhì)的全面去除效果。

20、（3）本發(fā)明通過多級(jí)磁選和酸洗解離的結(jié)合，多次磁選捕獲松散顆粒中的游離氧化鐵和弱磁性氧化鐵，酸洗解離利用檸檬酸-草酸混合酸液選擇性溶解燒結(jié)團(tuán)聚體中的鐵硅酸鹽相，釋放未受損的原生砂粒，隨后通過高壓脈沖電場(chǎng)分選，利用玻璃相與石英砂介電常數(shù)的差異實(shí)現(xiàn)高效分離，相較現(xiàn)有技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同形態(tài)氧化鐵的全面去除和原生砂粒的高效回收。

21、（4）本發(fā)明通過粗碎篩分和熱沖擊解離相結(jié)合，首先通過機(jī)械破碎和篩分將結(jié)塊密封砂分離為未結(jié)塊的原生砂粒和結(jié)塊混合料，確保了后續(xù)處理的物料粒徑均勻性；隨后利用微波加熱與液氮驟冷的熱沖擊技術(shù)，使玻璃相包覆體破裂并釋放被包裹的氧化鐵顆粒；實(shí)現(xiàn)了對(duì)復(fù)雜結(jié)塊密封砂的高效解離，同時(shí)避免了過度破碎導(dǎo)致原生砂粒損傷。粗碎篩分的粒徑控制為熱沖擊提供了均勻的物料基礎(chǔ)，而熱沖擊進(jìn)一步優(yōu)化了解離效果，顯著提高了后續(xù)磁選和酸洗的效率；與現(xiàn)有技術(shù)相比，進(jìn)一步達(dá)到了高效解離和資源回收的效果。

22、（5）本發(fā)明通過表面熔融與薄膜沉積的結(jié)合，利用等離子體瞬時(shí)熔融砂粒表面，消除棱角與微裂紋，恢復(fù)砂粒圓度；隨后通過磁控濺射在砂粒表面沉積耐腐蝕薄膜，增強(qiáng)其耐高溫和耐腐蝕性能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)回收砂粒的性能恢復(fù)與增強(qiáng)，表面處理不僅優(yōu)化了砂粒的物理性能，還通過薄膜保護(hù)延長了密封砂的使用壽命，與現(xiàn)有技術(shù)相比，進(jìn)一步達(dá)到了密封砂性能恢復(fù)與資源循環(huán)利用的閉環(huán)設(shè)計(jì)效果。