[發明專利]一種燒結法制備富鐵鉛渣微晶玻璃的方法

在審

• 申請號: 201711338095.8
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108059351A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 吳玉鋒;潘德安;李莉莉;左鐵鏞
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C03C10/00
• 分類號: C03C10/00;C03C6/06;C03B19/06;C03B32/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

本發明公開了一種燒結法制備富鐵鉛渣微晶玻璃的方法，屬于資源再利用領域。該方法以鉛渣與鉛鋅尾礦為主要原料，通過加入硼砂、螢石碳酸鋇助熔劑，獲得低熔點玻璃粉，再與鈉長石粉混合燒結制備得到富鐵鉛渣微晶玻璃。其工藝步驟包括配料、混料、調質熔融、水淬、球磨、干粉造粒、成型、燒結與降溫晶化。該微晶玻璃的抗彎強度35.20～53.47MPa，耐酸度(1％硫酸)0.041～0.122％，耐堿度(1％氫氧化鈉)0.002～0.016％，滿足JC/T872?2000建筑裝飾用微晶玻璃的標準要求。

技術領域

本發明公開了一種燒結法制備富鐵鉛渣微晶玻璃的方法，屬于資源再利用和微晶玻璃材料領域。本發明通過調質、添加助熔劑獲得的低熔點玻璃粉，與鈉長石粉混合燒結，實現利用燒結法制備富鐵鉛渣微晶玻璃。

背景技術

近年來，我國鉛產量已連續多年位居世界第一，是名副其實的鉛生產大國。在鉛冶煉的過程中的同時也會產生大量的鉛渣，據統計，鉛冶煉系統每生產1萬噸鉛排放7100噸鉛渣，僅2016年鉛冶煉企業產生鉛渣超過300萬噸，歷史堆存量過億噸。目前，鉛渣的利用率很低，大部分采用填埋、堆存的粗放處置方式，其占用了大量的土地，同時廢渣中含有鉛、鋅、銅、鎘等有毒重金屬，對周邊環境的土壤、水體、大氣等造成一定的污染。目前鉛渣主要有以下幾種利用方式：

(1)固化處理：為了很好地實現鉛渣中重金屬的固化，通常需要加入固化劑，增加了處理成本，限制了該方法的大規模應用。

(2)作為膠結充填體：鉛渣替代水泥作為膠結充填體不僅節約了水泥的用量，降低充填成本，同時鉛煙化渣也得到了大量的利用，減少了廢渣的堆存，但是存在的不足就是沒有充分利用鉛煙化渣中的有價成分，造成了一定的資源浪費。

(3)回收有價金屬：鉛渣中含有大量的鐵，少量的銅，以及微量的稀散金屬銦、鎵等，對這些金屬的回收主要采用磁選、焙燒、酸浸等方法，然而有價金屬的含量較低，且回收工藝較為復雜，同時易造成二次污染。

(4)生產水泥熟料：鉛渣含有水泥熟料所需多種組分，可作為配料生產水泥，但由于其水化活性較差，加入量通常僅為3％～5％，利用率較低，無法處理大量的鉛渣。此外水泥固化重金屬是通過物理包容、替代或吸收機制等形式進入水化產物結構中，在酸性環境下隨著時間的推移容易滲濾出來，其安全性能較差，容易造成二次污染。

(5)生產磚瓦：以鉛渣作骨料生產磚瓦具有制備簡單，成本較低，廢渣消耗量大等優點，但是由于磚瓦的結構較為疏松，在酸性或堿性條件下，重金屬離子易浸出，對環境造成威脅。

上述鉛渣的利用方法存在利用率低、成本高、易造成二次污染等問題，因此急需尋找一種途徑既能實現鉛渣的無害化處置，又能達到高附加值資源化利用。

中國發明專利(CN104773958A)公開了一種利用鉛渣為主要原料，以廢玻璃、粉煤灰為成分調節劑，采用熔融法制備鈣鐵輝石微晶玻璃的方法，制備得到的微晶玻璃滿足工業微晶玻璃標準。中國發明專利(CN104445944A)公開了一種以鉛冶煉渣等危險固體廢棄物為原料采用熔融法制備微晶玻璃，鉛冶煉渣的添加量能達到60.0wt.％，同時測試了微晶玻璃的重金屬浸出濃度遠小于規定值，重金屬元素得到了有效的固化。

利用鉛渣生產微晶玻璃，不僅能處理大量的廢渣，也實現了鉛煙化渣中重金屬的有效固化，實現了鉛渣的無害化處置和高附加值資源化利用，為鉛煙化渣的處置提供了一條新思路。熔融壓延方法得到的微晶玻璃主要用于工業微晶玻璃，但在建筑微晶玻璃上應用受到限制，而燒結微晶玻璃在建筑方面具有廣泛的用途，但由于鉛渣中含有大量的鐵，水淬玻璃存在攤平溫度高，難以直接利用燒結方法制備得到高質量微晶玻璃的難點。本發明將采用熔融調質的方法，降低水淬玻璃攤平溫度，并且后續加入低熔點非金屬礦以達到直接燒結的目的。

發明內容