[發(fā)明專利]礦渣微晶玻璃管材及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110057464.2
• 申請日: 2011-03-10
• 公開（公告）號: CN102173588A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李保衛(wèi);張雪峰;李超;李小衛(wèi);賈曉林
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古科技大學(xué)
• 主分類號: C03C10/10
• 分類號: C03C10/10;C03B32/02
• 代理公司: 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111
• 代理人: 張愛軍

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微晶玻璃管材，特別是一種涉及以工業(yè)廢渣為主要原料，采用玻璃熔化技術(shù)，經(jīng)離心澆注制備的礦渣微晶玻璃管材及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)廢渣產(chǎn)生較多，如高爐渣、鋼渣、尾礦、粉煤灰、赤泥等，量大面廣，沒有獲得很好利用。目前國內(nèi)除少部分廢渣用來作為路基、制水泥外，大部分露天堆放，既占用了土地，還容易造成粉塵污染、泥石流、河道淤塞等危害，廢渣中的磷、氟、重金屬等有害溶出物易污染水體，危害環(huán)境。工業(yè)廢渣主要成份一般以SiO₂、CaO、Al₂O₃、MgO?等氧化物形式存在，而這些氧化物也是工業(yè)生產(chǎn)所需的重要原料。因此，如何合理開發(fā)工業(yè)廢渣資源化技術(shù)是一項重要的課題。利用工業(yè)廢渣制備的微晶玻璃稱為礦渣微晶玻璃(slag-based?glass-ceramic，簡稱slagceram?或slagsitall)?，因微晶玻璃具有許多優(yōu)異性能而受到廣泛重視，從而使利用工業(yè)廢渣制備微晶玻璃成為一項“變廢為寶”的可行技術(shù)。在我國2010年遠(yuǎn)景規(guī)劃中，礦渣微晶玻璃被規(guī)劃為國家資源綜合利用行動的戰(zhàn)略發(fā)展重點(diǎn)和環(huán)保治理重點(diǎn)。我國對礦渣微晶玻璃的研究，于1990年以來進(jìn)入高峰期。雖然我國在礦渣微晶玻璃工業(yè)化生產(chǎn)方面作了大量探索，然而由于礦渣微晶玻璃生產(chǎn)的復(fù)雜性，實現(xiàn)礦渣微晶玻璃的工業(yè)化生產(chǎn)還有很多技術(shù)問題需要解決。

因此，如何延伸產(chǎn)業(yè)鏈、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，把粉煤灰、尾礦、鋼渣、高爐渣等工業(yè)廢渣變成新的資源，對加大環(huán)境保護(hù)力度，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著重要的意義。同時，實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，工業(yè)廢棄物的資源回收利用和環(huán)境無害化技術(shù)為主要載體的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，也是當(dāng)前和未來工業(yè)廢渣處理的自身需求與必然選擇。

目前市場上所用的礦漿輸送管道材料主要以鑄石和陶瓷為主。但是鑄石管道強(qiáng)度較低，抗折強(qiáng)度約60MPa，抗沖擊韌性差，熱穩(wěn)定性不高，莫氏硬度僅為7左右，產(chǎn)品厚度往往達(dá)到25-30mm，鑄石管自重很大，造成搬運(yùn)不方便，施工困難；陶瓷產(chǎn)品采用壓制成型、燒結(jié)制備，難以制造大尺寸產(chǎn)品，只能將小塊陶瓷粘接起來形成陶瓷內(nèi)襯。這種方法耗時費(fèi)力，同時由于鋪貼施工不能保證內(nèi)襯平滑，導(dǎo)致物料輸送阻力大，必須通過增加管徑來保證物料的輸送量，一方面增加了投資，另一方面也加大了能源消耗。

目前微晶玻璃的生產(chǎn)主要采用燒結(jié)法和壓延法制造板材，采用重力澆注成型。重力澆注方法比較簡單，但是重力澆注管材有很多缺點(diǎn)：①生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)過程繁瑣；②廢品率高；③容易出現(xiàn)氣孔和縮孔等缺陷，產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度和抗磨性能降低；④模具耗損量大。因此，急需要探索新的微晶玻璃管材的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：克服背景技術(shù)中的缺陷，提供一種工業(yè)廢渣為主要原料，采用玻璃熔融技術(shù)，經(jīng)離心澆注成型、核化和晶化，制備出性能較好的礦渣微晶玻璃管材。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種礦渣微晶玻璃管材，是由以下方法制備的：

以重量百分比計，原料為：粉煤灰20-40%，白云鄂博尾礦再選礦后的礦渣20-50%，高爐渣或鋼渣0-40%，石英砂15-30%，碳酸鈉2-5%，硼砂3-7%，白云石或石灰石0-5%，鈉長石或鉀長石0-6%，分別計量后加入球磨混料機(jī)內(nèi)，混合均勻，制備出混合物；將所述混合物加入玻璃熔窯中，在1350-1450℃時熔化；將熔化的熔融物澆注到離心鑄管機(jī)中，進(jìn)行離心鑄造成型；

將成型后的管材進(jìn)行退火、核化處理、晶化處理，最后將晶化后的管材以1~5℃/min的速度降溫，待爐溫降至100℃以下時出爐，即得到所述的礦渣微晶玻璃管材。

所述離心鑄造時澆注溫度為1150-1250℃，所述離心鑄管機(jī)為臥式離心機(jī)，臥式離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為500-800轉(zhuǎn)/分，脫模溫度為720-780℃。

所述退火時溫度為590-640℃，保溫時間為1-6h。

所述核化時溫度為650-800℃，保溫時間為1-4h；所述晶化時溫度為800-900℃，保溫時間為2-7h。

一種礦渣微晶玻璃管材的制備方法，包括以下步驟：

（1）以重量百分比計，原料為：粉煤灰20-40%，白云鄂博尾礦再選礦后的礦渣20-50%，高爐渣或鋼渣0-40%，石英砂15-30%，碳酸鈉2-5%，硼砂3-7%，白云石或石灰石0-5%，鈉長石或鉀長石0-6%，分別計量后加入球磨混料機(jī)內(nèi)，混合均勻，制備出混合物；

（2）將所述混合物加入玻璃熔窯中，在1350-1450℃時熔化；