[發(fā)明專利]一種以高爐熔渣為主原料的金星微晶玻璃及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710390796.X
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107265866B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何峰;裴可鵬;梅書霞;張文濤;謝峻林;楊虎;劉小青
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: C03C10/00
• 分類號: C03C10/00;C03C6/10;C03B32/02
• 代理公司: 42102 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 張秋燕<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

本發(fā)明公開了一種以高爐熔渣為主原料的金星微晶玻璃及其制備方法，它的原料主要包括高爐熔渣和輔料，高爐熔渣和輔料的質(zhì)量份數(shù)比為(90～160)：100；且高爐熔渣和輔料混熔后所得玻璃熔體的化學(xué)組成按質(zhì)量百分比計(jì)在下述范圍內(nèi)：SiO₂40～50％，Al₂O₃5～9％，CaO 15～23％，MgO 3～6％，MnO 0～2％，Na₂O 1～5％，K₂O 3～9％，F(xiàn)e₂O₃2～7％，TiO₂0.1～2％，NiO 0.1～0.5％，Na₂SiF₆6～20％。本發(fā)明首次采用高爐熔渣為主原料制備金星微晶玻璃，能通過基礎(chǔ)玻璃料的組分設(shè)計(jì)、微晶化熱處理工藝制度的控制，無需添加金星外加料，即能實(shí)現(xiàn)直接利用高爐熔渣制備金星微晶玻璃，充分利用了高爐熔渣的高溫所帶的熱能，節(jié)約了大量能耗，并有效緩解我國高爐熔渣大量廢棄的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以高爐熔渣為主原料的金星微晶玻璃及其制備方法，屬于建筑裝飾材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋼鐵行業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的一種，同時在世界上擁有著不可忽視的地位，但它同樣也面臨著節(jié)能減排以及提高經(jīng)濟(jì)效益方面的挑戰(zhàn)。高爐煉鐵過程中產(chǎn)生的能源消耗大約占了鋼鐵工業(yè)總耗能的59.8％，其在鋼鐵工業(yè)能耗方面占了很大的比重。高爐熔渣是高爐冶煉鐵過程中排放出的一種堿性固體廢棄物，屬于其中數(shù)量最多的一種副產(chǎn)品，是由鐵礦石中的土質(zhì)組分(石英、黏土礦物、碳酸鹽、磷灰石等)和石灰石(或白云石)熔劑化合，并在1400℃～1600℃的高溫下成熔融狀態(tài)時，由助熔劑與鐵礦石發(fā)生高溫反應(yīng)生成。近年來，我國高爐鐵工業(yè)發(fā)展迅猛，每年的粗高爐產(chǎn)量高達(dá)8億噸，占世界粗高爐總產(chǎn)量的近一半。多數(shù)高爐鐵企業(yè)將高溫熔渣通過一定的冷卻處理后，運(yùn)至大型渣場堆棄，不僅浪費(fèi)了高爐熔渣的大量熱能，同時還占據(jù)了大量的土地與農(nóng)田，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此合理利用高爐熔渣對于節(jié)能減排方面有著重大意義。

我國作為世界最大的高爐鋼鐵生產(chǎn)國，每年有大量的高爐熔渣產(chǎn)生。這些廢棄高爐熔渣對我國的環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重威脅。針對這一情況，國內(nèi)對高爐熔渣的循環(huán)利用進(jìn)行了大量研究，且主要應(yīng)用在建筑材料行業(yè)，其利用方式包括以下幾種：水泥生料，道路材料，磚、瓦、砌塊等。但是由于礦渣組成成分的不穩(wěn)定及相關(guān)建筑材料對原料要求較高，其利用并不理想。如，做水泥生料的高爐熔渣，其含鐵量的要求通常很難達(dá)到，導(dǎo)致高爐熔渣水泥早期強(qiáng)度較低；制作磚塊的高爐熔渣，其比重較大而無法充當(dāng)實(shí)心墻面材料。如果作為道路基層材料還會出現(xiàn)附加值低的問題。

每生產(chǎn)1噸生鐵要副產(chǎn)0.4～0.6噸高爐熔渣，液態(tài)熔渣在出爐前排出溫度在1500℃左右，1t高爐熔渣約含1650MJ的熱量，相當(dāng)于0.06t標(biāo)準(zhǔn)煤的發(fā)熱值，可見高爐熔渣的顯熱資源巨大，而現(xiàn)實(shí)中高爐熔渣顯熱是高爐鋼鐵企業(yè)中唯一沒有被充分利用的高品質(zhì)余熱資源。因此，高爐熔渣高溫顯熱高效回收技術(shù)和利用高爐熔渣制備高附加值產(chǎn)品的技術(shù)而倍受關(guān)注。目前關(guān)于高爐熔渣的利用幾乎全部采用冷渣的方式進(jìn)行利用，而高爐熔渣中的顯熱則采用形成蒸汽的方式被間接利用，利用效率被大大降低。

為更好地利用高爐熔渣的“熱”與“渣”，國內(nèi)外許多研究人員提出直接利用高溫的高爐熔渣，通過添加輔料的方式制備微晶玻璃，由此可以同時利用高爐熔渣的熱和渣。在這一領(lǐng)域也有多項(xiàng)專利出現(xiàn)，但未涉及金星微晶玻璃的內(nèi)容。對于金星微晶玻璃的制備方法是將首先制備好的金星玻璃料通過混合的方式加入到玻璃料中而制備的一類玻璃材料。