[發明專利]一種玻璃配合料粒/塊的制備方法

在審

• 申請號: 201410509710.7
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104445865A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 趙洪力
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: C03B1/02
• 分類號: C03B1/02
• 代理公司: 石家莊一誠知識產權事務所 13116
• 代理人: 續京沙

技術領域

本發明涉及一種玻璃配合料制備方法。

背景技術

玻璃配合料是由石英砂、長石、石灰石、白云石、純堿、芒硝及碎玻璃等礦物或者化工原料按照一定的比例混合而成的。按照現有的方法，這種經過均勻混合的玻璃配合料以散狀的形態投入到玻璃熔窯內進行熔化。但這種傳統工藝存在一系列缺陷，例如：(1)在混合、輸送、儲存、卸料過程中易發生分層(或離析)現象，甚至結成料團，使得混合均勻度變差進而影響熔化質量。(2)這些散狀的原料進入窯內后，在窯內極易引起粉塵飛揚使窯體侵蝕、并堵塞蓄熱室。(3)這些散狀堆積的配合料帶入大量空氣，影響導熱性，降低熔化效率，并在玻璃熔體內產生難以去除的微氣泡。(4)為了降低這些不利因素的影響，現有的玻璃原料原料標準不得不對各種原料粒度組成提出了較嚴格的限制，例如石英砂中小于0.1mm的顆粒含量不能超過5％，這就意味著大量的細粉不得不分離出去，得不到有效的利用，據統計，起碼有20％的石英砂資源不得不被拋棄，造成資源浪費和環境問題。

對配合料進行粒化(壓塊或者成球)是解決上述問題的較好方案。粒化后的玻璃配合料不僅消除了粉塵和分層消除，還由于顆粒之間接觸面積的大大增加，增強了低溫反應程度；粒化后的配合料可使導熱系數增加，進而提高熔化率；通過粒化處理，較細的石英砂也可以得到利用。因此，配合料粒化處理可以提高配合料的均勻度、提高熔化率、延長熔窯壽命、改善工作環境、提高資源的利用率。

但迄今為止，玻璃配合料的粒化仍然停留在試驗階段，尚未取得大規模工業應用，許多關鍵技術尚未取得突破，制約了這項技術的進一步發展。瓶頸之一是玻璃配合料的粘結問題。由于玻璃原料本身不具有粘性，在粒化或壓塊過程中為了保證足夠的強度以防在運輸過程中的破碎，必須要加入某種粘結劑或者進行燒結。燒結的成本太高難以應用，而如果采用粘結劑的話，則要求粘結劑低價、無毒、無腐蝕性、不能含有對玻璃有害的組分，目前尚未發現符合這些要求的粘結劑，如單獨以水作為粘結劑時，粒化料的強度很低，不能滿足輸?送的需要。曾有人以膨潤土、水玻璃和淀粉為粘結劑(CN101913752)，還有人用水玻璃(硅酸鈉)、紙漿廢液、油水廢液和淀粉廢液(CN101318762A)為粘結劑的報道。但這些粘結劑均存在缺陷，它們不同程度存在著有毒有害、成本過高或者對玻璃有潛在危害。

發明專利CN101891368B玻璃粒化料及其制備方法，用壓塊機對小于0.4mm的粉料進行粘結粒化，再給入烘干機進行烘干。所采用的粘結劑為氫氧化鈉或水玻璃或氫氧化鈣。

迄今為止，所有關于玻璃配合料粒化的方法都需要外加粘結劑。不外加任何粘結劑，利用機械力化學效應的方法未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種不需要外加其他粘結劑，即可實現玻璃配合料粒/塊化過程中自粘結的玻璃配合料粒/塊的制備方法。

本發明主要是基于堿-硅酸反應和機械力化學效應原理，提出了一種全新的玻璃配合料的制備方法，通過將玻璃原料中石英砂、長石和碎玻璃進行粉磨，利用機械力化學效應提高SiO₂的活性，再利用堿-硅酸反應，使活性SiO₂與純堿發生化學反應生成具有膠粘性的硅酸鈉，實現玻璃配合料的自粘結。

本發明采用如下技術方案：

(1)粉磨：將玻璃配合料中的石英砂及長石，或碎玻璃，或石英砂、長石及碎玻璃，置于粉磨機中進行粉磨，至粒度降低至200目大于80％,并且進行粉磨的配合料量不少于配合料總量的20％(wt)。該粉磨作業可以采用各種粉磨設備，粉磨過程既可以采用干法作業也可以采用濕法作業。粉磨的時間越長，活性SiO₂的含量越多，通過堿-硅酸反應生成的膠粘物質就越多，粒化料的強度也越大。

(2)混合：將粉磨后的粉料或漿料與玻璃配合料中的粉狀純堿(Na₂CO₃)、芒硝(Na₂SO₄)、白云石及石灰石進行混合，再與水混合均勻，使配合料混合物水分含量為8-15％(質量百分比)。

(3)壓塊：采用制球機或壓塊機對潤濕的配合料混合物進行粒化或塊化。

(4)養護：將粒化的配合料放置3天以上，待其水化硬化，其硬度隨時間延長而增大，根據不同的運輸條件，選擇合適的放置時間。