[发明专利]一种含氟、钾、钠、稀土高炉渣微晶玻璃的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氟、钾、钠、稀土高炉渣制备微晶玻璃的方法，属于冶金资源综合利用和材料制备领域。

背景技术

高炉渣是高炉生产的主要副产品，按照我国年生铁产量46944万吨计算，产渣量可达14000万吨。因此，做好高炉渣的综合利用，是钢铁行业节能降耗、实现绿色生产的有效途径。目前， 国内高炉渣主要用于生产附加值较低的水泥和矿渣微粉。

作为高强、高档、高附加值的微晶玻璃, 在建筑、装饰和工业上作耐磨、耐腐、耐高温、电绝缘等材料方面具有极为广阔的市场前景。建筑微晶玻璃其原始玻璃组成与高炉渣组成相近，基本上属于 CaO- MgO- Al₂O₃- SiO₂ 系统。国内外科学家长期研究发现以高炉渣为主要原料, 添加适当的辅助原料, 可以生产性能优良的矿渣微晶玻璃, 且生产过程无再次污染，产品市场供不应求。因此，利用高炉渣制备微晶玻璃对于提高钢铁废渣的利用率和附加值、增加企业经济效益、减轻环境污染具有重要意义。

国外微晶玻璃的研究始于上世纪20年代，前苏联在1966年开发出第一条辊压法制备矿渣微晶玻璃的工业化生产线。随后，世界各国都积极展开了矿渣微晶玻璃的研究开发。我国此研究起步较晚，约始于上世纪80年代，由于微晶玻璃原料成分的复杂性，工艺制度的局限性，产品性能及用途的多样性，迄今为止，尚未实现大规模的工业生产，大部分仍处于试验室研究阶段。

国内外相关研究均是针对冶金矿渣、粉煤灰、尾矿、赤泥或纯化工试剂制备微晶玻璃的情况，如：中国专利No.101323503A 公开了一种用含钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的方法，其主要以含TiO₂ 14~29%的高炉渣为基础原料，适量引入硅质原料生成玻璃态物质，再添加发泡剂、稳泡剂、助熔剂，并以特定热处理制度制备微晶泡沫玻璃，本发明将含TiO₂的高炉废渣充分应用在制备泡沫玻璃领域，使其变废为宝。

中国专利No.101259987A 公开了一种利用高炉渣制备微晶玻璃的方法，将高炉渣粉碎后过筛，掺入0~10 Wt%的长石和0~5Wt%的锆英石制得混合粉料，然后球磨混合制成浆料，浆料干燥后加入粘结剂造粒，直接压片晶化烧结成微晶玻璃。

中国专利 No.1613806A 公开了一种金属尾矿建筑微晶玻璃的制备方法，其基础玻璃的质量分数组成为：SiO₂ 50~60%，Al₂O₃ 6~9%，CaO 11~13%，MgO 3~8%，K₂O+Na₂O 3~8%，FeO+Fe₂O₃ 2~8%，以Ti0₂和Cr₂0₃作晶核剂，Ti0₂含量为2~4%， Cr₂0₃含量为1~2%，制得主晶相为透辉石，次晶相为硅灰石，抗折强度为90~120MPa的微晶玻璃。此发明由于采用金属尾矿作原料，含铁氧化物较多，微晶玻璃颜色较深。

中国专利No.101328021A 公开了一种多孔微晶玻璃及其制造方法，以粉煤灰、稀选尾矿为原料，用水淬法，制备出CaO-MgO-A1₂O₃-SiO₂系统的玻璃粉末，并添加造孔剂，制备出以开口气孔为主的多孔微晶玻璃。此方法利用了稀选尾矿中的稀土、铌、萤石可作为复合晶核剂，促进玻璃的核化和晶化的作用，制得满足不同过滤对象的、气孔率和孔径分布可调的高强度的连通气孔的多孔微晶玻璃。

中国专利No.101774762A公开了一种用铅锌冶炼渣制造黑色微晶玻璃的方法，其玻璃成分原料是由以下各组分按质量份配比组成：铅锌冶炼渣40~60份，石英21~35份，石灰石20~27份，纯碱3.5~4份，氧化锌2~3.5份，碳酸钡3~5份，氧化铁2~5.2份，二氧化锰0~0.5份，氧化镍0~0.2份，氧化钴0~0.05份。其制备方法是先将原料熔融成玻璃液，玻璃液直接流入水中水淬冷却成为玻璃颗粒料，然后将玻璃颗粒料平铺在耐火模具中进行晶化，晶化温度为1040~1060℃，即制得黑色微晶玻璃，其抗弯强度为46MPa。