[發明專利]一種高爐熱態熔渣微晶玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 201410444479.8
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104496184A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 李勝春;朱春江;陳鐵軍;王品益;沈健;高曉駿
• 申請（專利權）人: 寶鋼礦棉科技（寧波）有限公司
• 主分類號: C03C10/00
• 分類號: C03C10/00;C03C4/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及微晶玻璃技術領域，具體涉及一種高爐熱態熔渣微晶玻璃及其制備方法。

背景技術

能源在自然資源中占有重要地位，隨著經濟的發展，能源需求量將大幅度增加，能源供需矛盾將更加突出，節能減排技術成為世界各國的研究熱點。當前，我國能源形勢嚴峻，產品能耗指標過高；因此節能工作將更加受到重視，第十屆全國人民代表大會第四次會議決定批準的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》中明確“十一五”時期要實現人均國內生產總值比2000年翻一番，以及單位國內生產總值能耗降低20%左右的要求，同時提出要大力發展節能環保的絕熱材料；明確了城鎮新建建筑實現節能50%的要求；而作為“環境協調材料”的礦渣微晶玻璃材料是實現節能、環保的研究熱點技術之一。

礦渣微晶玻璃板是用礦渣與硅砂、方解石、長石等天然礦物原料加入核化劑與著色劑等化工原料，經過熔制、成型、切割與拋光后形成一種高檔裝飾或工業用板材。礦渣微晶玻璃于1959年由前蘇聯在實驗室條件下首先研制成功，并在1962年首先在世界上建成了年產50萬m²壓延微晶玻璃生產線，其產品廣泛應用于展覽館等大型公用建筑的裝修上和工業設備上。隨著我國國民經濟穩定持續發展，人們生活水平隨之提高，對高檔建材的需求日益擴大，特別是對無輻射高檔石材的替代產品需求更為迫切。

微晶玻璃又稱為陶瓷玻璃，具有玻璃和陶瓷的雙重特性；微晶玻璃由晶體組成，其原子排列有規律，因此，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，而又比玻璃韌性強。微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優點，優于天然石材和陶瓷，可用于建筑幕墻及室內高檔裝飾，成為理想的高檔石材的替代產品。目前以高爐渣為主原料，以硅砂、方解石、長石等天然礦物為調制料（調制料用于改善高爐渣理化性能，使高溫熔體滿足微晶玻璃的制作要求）來制作微晶玻璃高溫熔體的過程中，由于以硅砂、方解石、長石等天然礦物構成的調制料的調質效果一般，尤其是在改善微晶玻璃高溫熔體內部的氣泡、條紋等缺陷方面的調質效果不佳；導致制得的微晶玻璃通常存在著氣孔率高，脆性大，耐用性差，機加工性能不佳等缺點。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種高爐熱態熔渣微晶玻璃及其制備方法，其不僅能循環綜合利用鋼鐵行業固廢資源，節能環保，同時實現礦渣附加值的最大化；而且調質效果顯著，制備的微晶玻璃具有玻璃態良好，韌性好，強度高，機加工性能佳的特點。

本發明的技術方案是：

一種高爐熱態熔渣微晶玻璃，該高爐熱態熔渣微晶玻璃的原料由以下質量百分比計的組分組成：液態高爐渣為50-70%，粉煤灰為10-30%，碳酸鋰為2-7%，碳酸鈉為3-8%，氟硅酸鈉為3-5%，氧化鋯為1-5%，二氧化鈦為3-6%，三氧化二砷為0.01-1%，氧化銻為0.01-1%，五氧化二磷為0.01-3%，氧化銫為0.01-1%，著色劑為0-2%。

粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加；大量的粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，并且其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害；而粉煤灰的主要氧化物組成恰好為：SiO₂、Al₂O₃，其他為少量的FeO、CaO、TiO₂等，其中SiO₂、Al₂O₃組分有利于改善礦渣微晶玻璃制品的理化性能，因而本方案選用粉煤灰作為高爐熱態熔渣微晶玻璃的主要原料之一，不僅有利于提高礦渣微晶玻璃的化學穩定性及機械強度；而且有利于降低高爐渣的熔點、使其高溫粘度和高溫電阻降低，強化高爐渣的澄清和均化過程，促進其玻璃化的形成。同時，有利于廢渣（粉煤灰）利用，保護環境，實現了固廢資源的可循環利用，且達到了粉煤灰高附加值利用的目的；相對于粉煤灰作為混凝土的摻合料，微晶玻璃的價格是混凝土的20-30倍，具有積極的意義，將引領相關固廢產業的升級、轉型。

碳酸鋰：其有利于微晶玻璃中納米級晶體的析出，降低熔體的熔點，促進玻璃體的形成，降低熔體的缺陷，降低微晶玻璃內的氣孔率、脆性，提高微晶玻璃韌性、強度；另外，游離態鋰離子還有利于電熔過程中的熱傳導。

碳酸鈉：其具有促進高爐渣玻璃化，增大了玻璃化的生成能力，降低熔點及微晶玻璃高溫熔體的粘度；更重要的是，碳酸鈉能夠有效減少微晶玻璃熔體內部的氣泡、條紋（應力集中）等缺陷，有效降低微晶玻璃內的氣孔率、脆性，提高微晶玻璃韌性、強度及機加工性能。