[发明专利]电解锰渣微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于微晶玻璃技术领域，具体涉及利用工业废弃物制备微晶玻璃及其方法。

背景技术

我国是世界最主要的锰金属生产国，年锰产量达世界总产量的90％以上，其产品的获得 大部分是通过硫酸化合菱锰矿(主要有效成分为MnCO₃)得到电解液硫酸锰后经电解来实现 的。由于我国锰矿矿石中MnCO₃含量仅为20％，矿石中其它矿物组分在化合反应过程中以电 解锰渣的形式排出，一般而言，每生产1吨电解金属锰平均产生7吨左右的电解锰渣。由于 缺乏有效的利用手段，这些含水率达到40％左右的电解锰渣全部堆存在堆场，排渣的逐年堆 放已对环境造成了严重污染，主要表现为电解锰渣中含有的大量氨氮、硫酸盐、重金属锰离 子等对渣场附近大气、水源、土壤等造成的污染，已成为制约我国电解锰行业发展的最重要 的原因。因此，亟待解决电解锰渣资源化利用的难题。

长期以来，由于我国对工业生产过程中废弃物污染环境的重视程度不够，加之电解锰渣 这种惰性材料资源化利用难度较大，我国电解锰渣的无害化处置仍面临严峻挑战，而其资源 化利用几乎为空白。关于电解锰渣资源化利用的方法尚处于实验室研究阶段，主要包括：1) 用作普通硅酸盐水泥生产的原材料。主要利用电解锰渣属于硅酸盐材料的性质，或是将电解 锰渣视为工业石膏作为水泥缓凝剂加以利用，或者是将其用于水泥颜色调节剂。2)将电解锰 渣用于生产特种建筑胶凝材料。这种利用方式存在诸如原材料处理难度大、材料性能优势发 挥不明显等问题，限制了其资源化利用。我国电解锰渣的资源化利用途径少，研究电解锰渣 资源化利用是很重要的课题。

现有利用工业废弃物制备微晶玻璃及方法，如申请号为200810018384.4的“一种利用火 电厂液体排渣炉制备烧结型微晶玻璃的方法”专利，公开的烧结型微晶玻璃的组分及其重量百 分数为：

二氧化硅(SiO₂)              50～56％

三氧化二铝(Al₂O₃)           5～15％

三氧化二铁(Fe₂O₃)           0～9％

氧化钙和氧化镁(CaO+MgO)     10～25％

氧化钠和氧化钾(Na₂O+K₂O)    1～10％

氧化锌和氧化钡(ZnO+BaO)     1～8％。

公开的方法是：先分析火电厂液体排渣炉内灰渣化学成分，再通过炉壁上的加料口添加 所缺化学成分和至少一种氧化物原料(如纯度为98％的氧化锌、纯度为98％的石英粉、纯度 为54％的硫酸钡、纯度为98％的纯碱)，然后再熔渣池内在1500～1700℃温度下，搅拌熔化 20分钟以上，按常规液体排渣水淬方式排放出玻璃质熔渣，经水淬并烘干，最后按现有烧制 微晶玻璃工艺进行烧结、晶化、退火后，在研磨抛光、切割而得成品。该专利的主要缺点是： 组分多而复杂；未充分利用微晶玻璃组成可在较大范围内变动的性质，使生产工艺复杂化， 不利于推广应用；该发明是利用火电厂液态排渣制备烧结型微晶玻璃，不能利用电解锰渣制 备微晶玻璃。

发明内容

本发明的目的是针对现有利用工业废弃物制备微晶玻璃及方法的不足，提供一种电解锰 渣微晶玻璃及其制备方法，具有原材料来源广，易获取，组成少，制备方法简单，便于推广 应用，基础玻璃熔制过程能耗小，生产成本低，生产出的微晶玻璃性能优越等特点。

实现本发明目的的技术方案是：一种电解锰渣微晶玻璃的原料组分及其质量百分数为：

电解锰渣：      75～99.7％

碳酸钙：        0.1～10％

石英砂：        0.1～10％

碳酸镁：        0.1～5％。

一种电解锰渣微晶玻璃的制备方法，以电解锰渣、碳酸钙、石英砂、碳酸镁为原料，经 熔制基础玻璃、基础玻璃成型、核化和晶化处理，最后退火及加工为成品。具体的方法步骤 如下：

(1)基础玻璃熔制