[發(fā)明專利]利用高爐渣制備微晶玻璃的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710054035.3
• 申請(qǐng)日: 2007-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN101259987A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧紅霞;李利劍;張偉;關(guān)紹康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué);安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C03C10/00
• 分類號(hào): C03C10/00;C03B32/02;C03C6/10
• 代理公司: 鄭州中原專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 王聚才

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微晶玻璃材料的制備工藝，具體涉及一種利用煉鐵高爐水渣制備微晶玻璃材料的制備方法。

背景技術(shù)

高爐煉鐵過程中排出的渣，又稱高爐渣，是一種工業(yè)固體廢物。依礦石品位不同，每煉1噸鐵排出0.3～1噸渣，礦石品位越低，排渣量越大。水渣就是將熔融狀態(tài)的高爐渣用水或水與空氣的混合物給予水淬，使其成為砂粒狀的玻璃質(zhì)物質(zhì)，這也是我國處理高爐渣的主要方法。爐渣棄置不用會(huì)占用土地，浪費(fèi)資源，污染環(huán)境。20世紀(jì)中期以后，國外高爐渣綜合利用迅速發(fā)展。目前美國、英國、加拿大、法國、德國、瑞典、比利時(shí)等許多國家都已做到當(dāng)年排渣，當(dāng)年用完，全部實(shí)現(xiàn)了資源化。中國目前每年約排放高爐渣5500多萬噸，約70％制成水渣，用作水泥原料，少量用作道碴和混凝土摻加料等，此外爐渣還可做磚、砌塊和肥料等。但這些爐渣中還富有很多寶貴資源，冶金爐渣遠(yuǎn)沒有達(dá)到全量和高附加值的利用水平。

微晶玻璃(晶粒度＜0.5～2.0μm)，即玻璃陶瓷(Glass-ceramics)是綜合玻璃和陶瓷技術(shù)發(fā)展起來的一種新型材料，其物理化學(xué)性能集中了玻璃和陶瓷的雙重優(yōu)點(diǎn)，既具有陶瓷的強(qiáng)度，又具有玻璃的致密性和耐酸、堿、鹽的耐蝕性，除作為內(nèi)、外墻裝飾材料外，微晶玻璃陶瓷還可廣泛應(yīng)用化工、機(jī)械、電子及光學(xué)等高技術(shù)領(lǐng)域。煉鐵高爐渣的主要成份為SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、CaO、MgO等，是構(gòu)成玻璃陶瓷的重要成份。

高爐渣微晶玻璃與同類產(chǎn)品相比，具有配方簡單、熔化溫度低、產(chǎn)品物化性能好和成本低等優(yōu)點(diǎn)，利用高爐渣制備的微晶玻璃可以應(yīng)用在如下領(lǐng)域：如代替天然大理石、花崗巖和黏土磚用作外墻、內(nèi)墻、廣場(chǎng)地面、衛(wèi)生間及各種結(jié)構(gòu)材料，并且可選擇適當(dāng)?shù)闹珓┥a(chǎn)各種色彩的建筑裝飾面板等。微晶玻璃板材因其具有天然石材不可比擬的裝飾效果和理化性能，沒有放射性，價(jià)格又低于高檔石材，是中檔天然石材的理想替代品，屬綠色環(huán)保產(chǎn)品，市場(chǎng)前景廣闊；與目前傳統(tǒng)的黏土類建材相比，具有高的機(jī)械強(qiáng)度、優(yōu)良的耐腐蝕性能；和二氧化硅類玻璃制品相比又比較堅(jiān)固。二十世紀(jì)九十年代以后，隨著全球環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，大理石、花崗巖的開采量日益下降，黏土的開掘也開始控制，因此高爐渣應(yīng)用于建材行業(yè)，變廢為寶，節(jié)約了資源和能源，是雙向環(huán)保的技術(shù)。

現(xiàn)有的微晶玻璃制備多以冶金礦渣、粉煤灰、尾礦、赤泥或純化工試劑為原料，常采用熔融法、溶膠-凝膠法和燒結(jié)法制備。熔融法(整體析晶法)生產(chǎn)工藝為配合料制備→玻璃熔制→水淬→粉碎→澆注成型→核化晶化，如中國發(fā)明專利ZL98117458.2公開的一種微晶玻璃裝飾磚的制備方法及產(chǎn)品，目前該方法存在的問題是玻璃熔融溫度高，晶化溫度高，工藝較繁瑣，爐渣利用率低等缺陷；同整體析晶不同，溶膠-凝膠法在制備材料的初期就進(jìn)行控制，材料的均勻性可達(dá)到納米甚至分子水平，但生產(chǎn)周期長，成本高，環(huán)境污染大，燒結(jié)過程中有較大的收縮，制品容易變形；燒結(jié)法制備微晶玻璃具有熔融溫度低、晶化能力強(qiáng)等特點(diǎn)，但目前該方法爐渣的利用率只有50～60％。鑒于此，開發(fā)一種簡單易行的用高比例爐渣制備微晶玻璃的方法是有實(shí)際意義的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用高比例爐渣制備微晶玻璃的方法，以克服現(xiàn)有微晶玻璃制備工藝復(fù)雜、成本高、爐渣利用率低等不足。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：利用高爐渣制備微晶玻璃的方法，將高爐渣粉碎后過篩，摻入0～10wt％的長石和0～5wt％的鋯英石制得混合粉料，混合粉料中高爐渣的重量比例不小于85％；然后球磨混合制成漿料，漿料干燥后加入粘結(jié)劑造粒，直接壓片晶化燒結(jié)，即制成微晶玻璃。

使用球磨粉碎所述高爐渣，然后過200目篩，摻入3～7wt％的長石和0～3wt％的鋯英石制得混合粉料，所述混合粉料中高爐渣的重量比例不小于90％；在球磨混合制備漿料時(shí)所述混合粉料與球和助磨劑的重量比為1～2∶1～2∶1～2；漿料干燥到含水率≤5％后，加入粘結(jié)劑造粒；所述壓片晶化燒結(jié)工序中具體參數(shù)是在20～60MPa下壓制成型，坯體經(jīng)850～950℃晶化1～2小時(shí)，1000～1200℃燒結(jié)1～2小時(shí)，升溫速度為1～10℃/分鐘；最后對(duì)所得微晶玻璃表面拋光后獲得鈣鋁硅酸鹽爐渣光澤面微晶玻璃制品。

在制備所述漿料時(shí)加入的助磨劑為水或乙醇。

所述造粒粘結(jié)劑是水或聚乙烯醇或甘油或水玻璃，其重量不超過造粒混合料的5％。