[發明專利]利用黃磷礦渣制備乳濁玻璃裝飾板的方法

有效

• 申請號: 201610020424.3
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN105669033B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 何峰;謝峻林;葉楚橋;梅書霞;金明芳
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C03C6/10
• 分類號: C03C6/10;C03C1/04;C03C3/118;C03C4/00;C03B7/02;C03B25/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司42102
• 代理人: 崔友明,劉洋

技術領域

本發明屬于建筑裝飾材料領域，具體涉及一種利用黃磷礦渣為主要原料渣制備乳濁玻璃裝飾板的方法。

背景技術

黃磷爐渣是磷礦石熱法生產黃磷(P₄)過程中排放的工業廢渣(熔融爐渣)，在密封式電弧爐中，用焦炭作為還原劑，加硅石形成硅酸鈣鹽共熔物，在溫度為1350～1400℃排出的熔融體，經過水淬驟冷后形成的顆粒狀產物。目前，全世界黃磷生產能力超過1600kt/a；我國共有黃磷生產企業150多家，制磷電爐300余臺，黃磷生產能力超過1300kt/a，約占全球黃磷生產能力的80％，居世界第一位。磷渣量為每噸黃磷產生10t爐渣，一方面，我國的黃磷(P₄)生產廠家多數分布于云、貴、川、鄂4省經濟欠發達、人口密度小、交通不便和(或)偏遠地區。受到運輸半徑的制約而用量十分有限。目前國內約60％的黃磷爐渣未被利用而直接堆放，成了不少企業的包袱，黃磷爐渣大部分以廢渣堆積，既浪費資源，又污染環境，成為了黃磷行業的可持續發展的制約因素；另一方面，黃磷渣的傳統處理工藝是將熔融的黃磷渣水淬為黃磷渣粒，然后運往水泥廠作為生產硅酸鹽水泥的摻合料，或者化肥廠用于硅鈣肥的生產。隨著環境保護的呼聲日益高漲，急需尋求爐渣開發利用的高效途徑。

在磷礦渣的利用方面，專利CN101125735B發明涉及一種熱態澆鑄法制備黃磷礦渣微晶玻璃的方法，包括以下步驟：①準備原料，原料組分及其質量百分含量為：黃磷渣30～50％，SiO₂ 40～60％，Al₂O₃ 2～10％，B₂O₃ 1～3％，ZnO 3～7％，CaF₂ 1～5％，②均勻混合；③高溫熔制、均化混合原料，得到玻璃熔體；④將所得玻璃熔體澆注成型得到澆注件；⑤將澆注件通過高溫退火后直接進行熱處理，核化溫度650℃，核化時間1h；晶化溫度1040℃，晶化時間2～3h；⑥冷卻，脫模即可。本發明的有益效果在于：1)工藝流程顯著簡化；2)熱量有效利用，節約能源，降低成本；3)制得的產品組分均勻，幾乎無氣孔；4)可以生產形狀復雜的異型板材。此技術存在一些不足，如玻璃成形時采用的是澆鑄法，此方法生產效率低，不利于大規模制備微晶玻璃材料，由此導致對磷礦渣的利用量低。另外，在其基礎玻璃組分中額外使用了CaF₂原料，此原料在高溫下會釋放出F₂，對大氣環境造成非常不利的影響，不屬于環保玻璃配方。

發明內容

本發明針對我國黃磷爐渣資源再生利用過程中存在的問題，提供一種利用為主要原料黃磷爐渣制備乳濁玻璃裝飾板材的方法。

為達到上述目的，采用技術方案如下：

利用黃磷礦渣制備乳濁玻璃裝飾板的方法，包括以下步驟：

將顆粒狀的黃磷爐渣和輔料混合后投入到玻璃熔化窯中高溫熔化，熔化溫度范圍為1480-1520℃；經過澄清和均化，進入到玻璃預分相池，預分相池的溫度控制在1180-1220℃；

其中，所述黃磷爐渣和輔料組成如下：黃磷爐渣50-55份，磁選后的高磷鐵礦尾礦5-10份，石英砂15-20份，純堿5-10份，鋁灰石4-8份，硼酸2-5份，二氧化鈦0.2-1份；

經過預分相的玻璃液通過供料道同時進行恒溫與微波分相處理；供料道中設置一個950℃-980℃恒溫段，供料道中還設置有微波發生器，微波發生器的輸出功率為10kW-20kW；

經過充分分相的玻璃熔體進入供料道尾部的壓延機成型，得到定型好的乳濁玻璃板；再采用輥道式退火窯對成型好的的乳濁玻璃板退火處理；切割得到乳濁玻璃裝飾板。

按上述方案，所述黃磷爐渣化學組成范圍為：SiO₂(34wt％-43wt％)，Al₂O₃(2wt％-8wt％)，CaO(45wt％-52wt％)，MgO(1wt％-5wt％)，P₂O₅(1.2wt％-3.5wt％)，Fe₂O₃(0.2wt％-1wt％)，F(1wt％-3wt％)。