[發(fā)明專利]一種高爐熱態(tài)熔渣微晶玻璃及其制備方法

有效

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• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104496184A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李勝春;朱春江;陳鐵軍;王品益;沈健;高曉駿
• 申請（專利權(quán)）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(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微晶玻璃技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高爐熱態(tài)熔渣微晶玻璃及其制備方法。

背景技術(shù)

能源在自然資源中占有重要地位，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源需求量將大幅度增加，能源供需矛盾將更加突出，節(jié)能減排技術(shù)成為世界各國的研究熱點(diǎn)。當(dāng)前，我國能源形勢嚴(yán)峻，產(chǎn)品能耗指標(biāo)過高；因此節(jié)能工作將更加受到重視，第十屆全國人民代表大會(huì)第四次會(huì)議決定批準(zhǔn)的《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》中明確“十一五”時(shí)期要實(shí)現(xiàn)人均國內(nèi)生產(chǎn)總值比2000年翻一番，以及單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20%左右的要求，同時(shí)提出要大力發(fā)展節(jié)能環(huán)保的絕熱材料；明確了城鎮(zhèn)新建建筑實(shí)現(xiàn)節(jié)能50%的要求；而作為“環(huán)境協(xié)調(diào)材料”的礦渣微晶玻璃材料是實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的研究熱點(diǎn)技術(shù)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(jīng)過熔制、成型、切割與拋光后形成一種高檔裝飾或工業(yè)用板材。礦渣微晶玻璃于1959年由前蘇聯(lián)在實(shí)驗(yàn)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(chǎn)50萬m²壓延微晶玻璃生產(chǎn)線，其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于展覽館等大型公用建筑的裝修上和工業(yè)設(shè)備上。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展，人們生活水平隨之提高，對高檔建材的需求日益擴(kuò)大，特別是對無輻射高檔石材的替代產(chǎn)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(guī)律，因此，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，而又比玻璃韌性強(qiáng)。微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)于天然石材和陶瓷，可用于建筑幕墻及室內(nèi)高檔裝飾，成為理想的高檔石材的替代產(chǎn)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(diào)制料（調(diào)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(gòu)成的調(diào)制料的調(diào)質(zhì)效果一般，尤其是在改善微晶玻璃高溫熔體內(nèi)部的氣泡、條紋等缺陷方面的調(diào)質(zhì)效果不佳；導(dǎo)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(jī)加工性能不佳等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高爐熱態(tài)熔渣微晶玻璃及其制備方法，其不僅能循環(huán)綜合利用鋼鐵行業(yè)固廢資源，節(jié)能環(huán)保，同時(shí)實(shí)現(xiàn)礦渣附加值的最大化；而且調(diào)質(zhì)效果顯著，制備的微晶玻璃具有玻璃態(tài)良好，韌性好，強(qiáng)度高，機(jī)加工性能佳的特點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種高爐熱態(tài)熔渣微晶玻璃，該高爐熱態(tài)熔渣微晶玻璃的原料由以下質(zhì)量百分比計(jì)的組分組成：液態(tài)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(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，隨著電力工業(yè)的發(fā)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(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染大氣；若排入水系會(huì)造成河流淤塞，并且其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會(huì)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(tài)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(xué)穩(wěn)定性及機(jī)械強(qiáng)度；而且有利于降低高爐渣的熔點(diǎn)、使其高溫粘度和高溫電阻降低，強(qiáng)化高爐渣的澄清和均化過程，促進(jìn)其玻璃化的形成。同時(shí)，有利于廢渣（粉煤灰）利用，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了固廢資源的可循環(huán)利用，且達(dá)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(jià)格是混凝土的20-30倍，具有積極的意義，將引領(lǐng)相關(guān)固廢產(chǎn)業(yè)的升級、轉(zhuǎn)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(diǎn)，促進(jìn)玻璃體的形成，降低熔體的缺陷，降低微晶玻璃內(nèi)的氣孔率、脆性，提高微晶玻璃韌性、強(qiáng)度；另外，游離態(tài)鋰離子還有利于電熔過程中的熱傳導(dǎo)。

碳酸鈉：其具有促進(jìn)高爐渣玻璃化，增大了玻璃化的生成能力，降低熔點(diǎn)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(nèi)部的氣泡、條紋（應(yīng)力集中）等缺陷，有效降低微晶玻璃內(nèi)的氣孔率、脆性，提高微晶玻璃韌性、強(qiáng)度及機(jī)加工性能。