[發明專利]利用硅砂粉廢料制備復合顆粒玻璃原料的生產方法及其應用

無效

• 申請號: 201110315755.7
• 申請日: 2011-10-18
• 公開（公告）號: CN102503130A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 陳俊江
• 申請（專利權）人: 陳俊江
• 主分類號: C03C6/04
• 分類號: C03C6/04;C03B1/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 方強

技術領域：

本發明涉及對硅砂微細粉廢料進行無害化處理和綜合利用的方法，它屬于節能減排環保工程的技術領域，具體地說是一種利用硅砂粉廢料制備復合顆粒玻璃原料的生產方法及其應用。

背景技術：

我們知道，硅砂(又名：石英砂)是一種重要的工業礦物原料，其主要化學成分為SiO₂，并含有Al₂O₃、CaO等礦物雜質，它是生產玻璃制品的主要大宗原料。究其玻璃制品的生產工藝而言：它是采用呈顆粒狀的重質純堿與符合粒度要求的硅砂(可以根據生產工藝的需要再配入長石或白云石等原料)以及所需輔料進行攪拌混合成為配合料，將配合料投入玻璃熔窯內，使配合料在約1500～1700℃的溫度下開始熔化進行熔制反應融化成為玻璃液，再經過成型、退火處理后即可制得玻璃制品。顯然，在配合料中硅砂的顆粒度指標及顆粒度分布組成狀態是直接決定所熔制的玻璃液質量并嚴重影響成型后玻璃制品質量的一個關鍵因素。當硅砂的顆粒過大會難于熔化均勻，這將導致化學反應不完全而產生“結石”和“條紋”等產品缺陷；當硅砂的顆粒過小時，雖然能提高熔化速度，但是，過細的硅砂極容易形成“飛揚”，還會出現“結團”現象，使配合料不易混合均勻，特別是在投料過程中，過于細微的硅砂粉料極易被燃燒氣流帶入蓄熱室內堵塞筒子磚，這將極大地降低窯爐的工作壽命，嚴重時還會引發被迫停產的設備事故，造成重大的經濟損失。因此，在玻璃生產行業都要嚴格地控制所使用硅砂、純堿等配合原料的顆粒度指標以及顆粒度的分布組成狀態，并且絕對不允許使用150目以下的微細粉料。這也正是現行玻璃生產企業都普遍使用價格貴但呈顆粒狀且密度高的重質純堿而難以使用價廉但呈粉末狀密度低的輕質純堿作生產原料的根本原因所在。但是，究其本質而言，重質純堿與輕質純堿在化學成分上是并沒有區別的同一種化學物質，只是它們的物理形態不一樣而已，即：重質純堿的外形呈顆粒狀而輕質純堿呈粉末狀，重質純堿的密度高，輕質純堿的密度低。而現行生產重質純堿的常用方法為：將輕質純堿溶于水達到飽和后結晶生成一水合碳酸鈉晶粒，再經煅燒并保持密集的晶格結構即成為高密度顆粒狀的重質純堿。即是說：重質純堿是由輕質純堿經過水合(增加結晶水)得到的。根據目前市場了解：每噸重質純堿的價格比輕質純堿要高200元左右，這也正是玻璃生產企業“因使用價貴的重質純堿作原料而導致生產玻璃成本高”的一個原因。而對于為玻璃行業提供硅砂原料的硅礦生產企業來說，它是將硅礦石塊料經多次破碎、多層篩洗作業才能分選出粒度符合生產玻璃工藝要求的硅砂原料。無需諱言，在對硅石礦塊料進行多次破碎、篩選作業過程中不可避免地會產生大量的細粉廢料，據實際生產調查統計：150目以下不能使用的硅砂微細粉廢料就約占25～35％。目前，數量如此巨大的硅砂微細粉料都是直接排放廢棄于周邊場地，長年累月堆積如山，已經成為一個嚴重威脅生態環境、至今仍難于消化解決的“粉堆山”污染源公害，這座“粉堆山”經日曬干燥會隨風飛揚擴散于空氣中、而下雨又會沖入田地江河嚴重污染環境。環保部門一再責令嚴禁外排并要求采取就地填埋或者庫房堆放等措施，但是這需要較大的填埋場地或者修建很大的庫房設施。客觀地說，這種措施一時也難以實現真正落實，事實上這也并不能真正解決硅砂微細粉廢棄料的污染問題。迄今為止，在國內外文獻中也尚未檢索到有關“回收處理綜合利用150目以下硅砂微細粉廢棄料”的相關報道。怎樣才能開發利用這座龐大的“粉堆山”并將其用作生產玻璃的原料進而降低玻璃的制造成本呢？這是目前我國硅砂生產行業共同面臨的關系到能否繼續生存和發展的重大環保課題，同時也是我國硅礦產業和玻璃生產行業迫切需要解決的重大技術性難題，這正是本發明所想要解決的課題。

發明內容：

本發明的目的旨在提出一種利用硅砂粉廢料制備復合顆粒玻璃原料的生產方法，同時也提出了該復合顆粒玻璃原料在生產玻璃制品中的應用，能為玻璃生產企業提供一種價廉質優的復合顆粒玻璃原料，它有效地解決了硅砂生產企業“因廢棄硅砂微細粉料污染環境”和玻璃生產企業“重質純堿消耗量大、能耗高、生產成本高”的兩大難題。

本發明的目的是通過如下技術方案來實現的：

本發明所提出的一種復合顆粒玻璃原料，它是呈實心顆粒狀的組合物，其特征在于：它的主要組成為：SiO₂、Na₂SiO₃、Na₂CO₃、NaHCO₃，其余為Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O以及不可避免的礦物雜質，它的粒度為6～150目。