[發明專利]一種用高碳鉻鐵渣制備的堇青石微晶玻璃及其制備方法

在審

• 申請號: 201611191362.9
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106698953A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 馬冬陽;邊妙蓮;孫輝;陳士朝;吳道洪
• 申請（專利權）人: 江蘇省冶金設計院有限公司
• 主分類號: C03C10/08
• 分類號: C03C10/08;C03C6/10
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司11278
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明屬于微晶玻璃制備領域，并且更具體地，涉及一種用高碳鉻鐵渣制備的堇青石微晶玻璃及其制備方法。

背景技術

以鉻鐵礦為原料，采用礦熱爐生產高碳鉻鐵時會排放高碳鉻鐵渣，其在潮濕、氧氣存在的條件下，部分3價Cr有被氧化為6價Cr的可能，在長期雨水沖刷的條件下，可溶性的Cr⁶⁺形成的有毒廢水會對土壤、地下水及江河湖海造成嚴重污染，因此對高碳鉻鐵渣進行無害化資源化利用是我國環保工作面臨的重要問題。

發明內容

針對上述問題，本發明對高碳鉻鐵渣進行無害化資源利用，將高碳鉻鐵渣中的Cr“牢牢固定”在材料中，使之不易被氧化，同時材料的性能要好，在機械力、酸堿腐蝕等條件下，Cr都不會被溶出。

高碳鉻鐵渣中含有的大量MgO、Al₂O₃與SiO₂，是制備MgO-Al₂O₃-SiO₂系堇青石微晶玻璃的主要原料。堇青石微晶玻璃中，Cr₂O₃可作為堇青石晶粒的形核劑，大量堇青石晶粒及玻璃相把Cr緊密包裹，可以起到極佳的固定作用。堇青石微晶玻璃具有低的熱膨脹系數、優良的力學性能和良好的電絕緣性能性、具有廣闊的市場前景和極高的經濟價值。目前并沒有以高碳鉻鐵渣為原料制備堇青石微晶玻璃的技術研究。

本發明提出以高碳鉻鐵渣為主要原料，利用高碳鉻鐵渣中的MgO、Al₂O₃與SiO₂作為主要化學成分，高碳鉻鐵渣中的Cr₂O₃作為主要的晶核劑，制備堇青石微晶玻璃的方法。

根據本發明的一方面，提供一種用高碳鉻鐵渣制備堇青石微晶玻璃的方法，包括以下步驟：

1)將高碳鉻鐵渣、石英砂和高鋁礬土按配比混勻磨礦，得到礦粉混合物；

2)將步驟1)中的混合物放入硅鉬棒高溫爐中，在非氧化性氣氛下加熱混合物熔融并澄清，得到熔融態混合物；

3)將步驟2)中的熔融態混合物澆注入預熱的模具中成型得到基礎玻璃；

4)將步驟3)中得到的基礎玻璃依次進行退火、核化和晶化處理，得到堇青石微晶玻璃。

根據本發明的一個實施例，其中步驟1)中礦粉混合物的各組分配比為：高碳鉻鐵渣43-50重量份，石英砂40-43重量份，高鋁礬土10-14重量份。

根據本發明的一個實施例，高碳鉻鐵渣包括以下配比的組分：MgO24-40重量份，Al₂O₃ 16-25重量份，SiO₂ 32-38重量份，CaO 0.3-0.5重量份，Fe₂O₃ 3-8重量份，Cr₂O₃ 6-8重量份。

根據本發明的一個實施例，其中步驟1)中將高碳鉻鐵渣、石英砂和高鋁礬土混勻磨礦使所述混合物中粒度小于規定值的顆粒占總顆粒數的90％以上。

根據本發明的一個實施例，規定值為74微米。

根據本發明的一個實施例，其中步驟2)中熔融溫度為1400℃-1500℃。

根據本發明的一個實施例，其中步驟2)中進行加熱的時間為2h-3h。

根據本發明的一個實施例，其中步驟3)中的模具預熱溫度為700℃-900℃。

根據本發明的一個實施例，以高碳鉻鐵渣中的Cr₂O₃為晶核劑進行步驟4)中的核化與晶化。

根據本發明的另一方面，還提供一種采用上述用高碳鉻鐵渣制備堇青石微晶玻璃的方法生產的堇青石微晶玻璃。

通過采用上述技術方案，本發明相比于現有技術具有如下優點：

本發明利用高碳鉻鐵渣中的全部化學成分，MgO、Al₂O₃、SiO₂與Cr₂O₃等分別作為微晶玻璃的主要化學成分及晶核劑，高碳鉻鐵渣中的Cr因作為晶核劑被牢牢固定，制備的堇青石微晶玻璃力學性能好、抗磨性好、耐酸堿腐蝕，具有較高的經濟效益，其中的Cr具有極高的穩定性，不會進入環境造成環境污染，該方法工藝流程短，原料廉價，產品可大規模推廣應用，既解決高碳鉻鐵渣的環境污染問題，又創造較高的經濟效益。

附圖說明