[發明專利]一種利用高溫爐渣制備玉石型微晶玻璃的方法

無效

• 申請號: 200910218912.5
• 申請日: 2009-11-11
• 公開（公告）號: CN101698568A
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發明（設計）人: 梁開明;曹建尉;李要輝;梁力
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C03C10/00
• 分類號: C03C10/00;C03C6/10
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本發明涉及一種微晶玻璃的制備方法，特別涉及一種利用高溫爐渣制備玉石型微晶玻璃的方法。

背景技術

高爐煉鐵和生產黃磷過程中要產生大量廢渣。通常，這些高溫熔渣的排放都是采用水淬工藝進行，即將熔融的高溫爐渣水淬為爐渣粒料，這樣的處理方法存在兩個缺點：(1)熔融態的高溫爐渣中所蘊含的大量熱能被浪費掉；(2)水淬過程中產生大量的腐蝕性熱蒸汽，造成空氣和水的污染。

目前爐渣絕大多數作為制造水泥、磚瓦等的原材料，制成低附加值的產品。也有少量的爐渣作為制備CaO-Al₂O₃-SiO₂體系微晶玻璃的原料，但是CaO-Al₂O₃-SiO₂體系微晶玻璃中CaO的含量為15％左右，而爐渣中CaO含量高達40％，若制備CaO-Al₂O₃-SiO₂微晶玻璃，不僅爐渣在微晶玻璃中的使用率較低，一般僅為30-40％，而且該體系微晶玻璃的主晶相為硅灰石，微晶玻璃的通透性較差，無美觀優雅的玉質感，產品的附加值較低。綜上所述，目前爐渣的利用情況不符合大宗量、高附加值綜合利用工業廢棄物的產業政策和要求。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種利用高溫爐渣制備玉石型微晶玻璃的方法，本方法制備工藝簡單，成本低廉，具有極高的社會效益和經濟效益，利用本方法制造的玉石型微晶玻璃耐磨損、抗腐蝕、耐高溫，無輻射。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

(1)稱量占總重量20.0-27.0wt％的添加劑，占總重量5.0-8.0wt％的助熔澄清劑，其中添加劑為Na₂CO₃、ZnO、MgO、NaNO₃、CaF₂和SiO₂組成的混合物，其重量比是1-8∶0-7∶0-4∶0-3∶0-5∶0-6，助熔澄清劑為CeO₂、Na₂O、CaO、NH₄NO₃、Al₂O₃和Na₂SO₄組成的混合物，其重量比是1-4∶0-7∶0-4∶1-6∶0-5∶0-15，將添加劑和助熔澄清劑混合后粉碎，然后過40目篩，得到需要制備的輔料；

(2)將輔料與占總重量65.0-75.0wt％的熔融態爐渣加入玻璃熔爐中，1400-1550℃范圍內熔化1.0-6.0h，制成玻璃熔液，然后在1100-1400℃范圍內保溫0.5-2.0h，均化、澄清玻璃液，得到適于直接成型的非晶態熔體；

(3)非晶態熔體經過壓延或澆注到模具中成型，形成玻璃板或塊體；

(4)成型的玻璃板或塊體在600～1000℃的范圍內晶2.0-4.0h，然后在400～700℃的范圍內退火熱處理1.0～3.0h，即得到玉石型微晶玻璃毛坯，毛坯出爐之后，對其進行切割、倒棱、粗磨、細拋，得到微晶玉石成品。

本發明得到的玉石型微晶玻璃晶相含量不小于75％、玻璃相含量不大于25％。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)高爐渣微晶玻璃外觀酷似天然玉石，性能優于天然玉石；

本發明的玉石型微晶玻璃板外觀呈半透明蠟脂狀，光澤柔和，酷似天然和田玉，可加工性優良，適于切割、雕刻成各種形狀，密度為2.6-3.0g/cm³，可見光透光率為10-25％，莫氏硬度5-8，抗彎強度60-110MPa，抗壓強度270-400MPa，耐酸性(1％H₂SO₄)＜0.06％，耐堿性(1％NaOH)＜0.05％。

(2)高溫爐渣為主要原料，產品成本低廉；

本發明的玉石型微晶玻璃板以高溫爐渣為主要原料，高溫爐渣在微晶玻璃中的使用率達到75％，不僅可以降低微晶玻璃板的生產成本，還可以減輕固體廢棄物排放對環境的污染。

(3)高溫混料-直接成型，節能減排；

本發明的玉石型微晶玻璃板的制備方法是將輔料與熔融態的高溫爐渣一起加入到玻璃熔爐中，攪拌均勻，熔化成適于制備玉石型微晶玻璃板的玻璃液，玻璃液通過壓制或澆注形成基礎玻璃，基礎玻璃經過晶化熱處理，得到玉石型微晶玻璃。該工藝消除了高溫爐渣水淬過程中腐蝕性熱蒸汽的排放，避免了熔融態高溫爐渣中的熱能損失，符合節能減排的產業政策。