[发明专利]一种玻璃配合料及其制备方法以及一种玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃配合料的制备方法及由该方法制备的玻璃配合料，本发明还涉及由该玻璃配合料制备玻璃的方法，以及由该方法制备的玻璃。

背景技术

粉煤灰作为火电厂燃煤的必然产物，是中国最大的单一工业固体废弃物。粉煤灰提铝的资源化利用不但对环境保护是一大贡献，同时，在当前中国铝土资源即将耗尽之际，也具有重要的战略意义。

粉煤灰提铝工艺主要分酸法，碱法，酸碱联合法，以及硫酸铵法等。一般而言，酸法提铝的工业固体废物排放较少，而碱法提铝的工业固体废物排放较多。但粉煤灰酸法提铝同样存在提铝副产少、附加值低的问题，极大影响了该项技术的经济性。因此，提高粉煤灰酸法提铝的附加值成为研究的热点。

粉煤灰酸法提铝的残渣，根据原料和工艺，二氧化硅含量在一般在50-60重量%以上，甚至可达到80-95重量%以上。在浓酸作用下，粉煤灰酸法提铝残渣的结构遭到破坏，形成大量孔洞，活性得到提高。这为粉煤灰酸法提铝残渣的资源化利用奠定了基础。虽然对粉煤灰酸法提铝进行了一些研究，但是目前仅有白炭黑、硅微粉、硅胶、水泥和絮凝剂等副产品，副产品的开发还有待加强，以进一步提高粉煤灰酸法提铝的附加值。

发明内容

本发明的目的是为了进一步提高粉煤灰酸法提铝的附加值，提供一种玻璃配合料的制备方法及制备的玻璃配合料，以及由该玻璃配合料制备玻璃的方法及制备的玻璃。

本发明的发明人在研究中发现，将粉煤灰酸法提铝残渣除去残酸后，用碱溶液浸取，可使得到的浸取液中SiO₂/Al₂O₃的重量比大于6，在浸取液中通入二氧化碳进行碳酸化分解，得到硅酸沉淀和碳酸盐溶液，将硅酸沉淀按照实际需要与氧化钙和/或氧化钙前驱体混合，并任选与氧化钠和/或氧化钠前驱体混合，可得到玻璃配合料，而后，将玻璃配合料任选与氧化钾、氧化钾前驱体、氧化铝、氧化铝前驱体、氧化镁、氧化镁前驱体和玻璃助剂中的至少一种混合，所得混合物可用于制备玻璃，且制备的玻璃中的氧化铁含量极低，可见光透过率高，可达到超白玻璃标准。尤其当碱溶液的浓度为10-80重量%，优选15-60重量%，以所述酸法残渣中的二氧化硅计，所述酸法残渣与碱的摩尔比为1：1-10，优选1：2-6；所述浸取的条件包括：温度为50-150℃，优选为70-130℃，时间为0.25-6h，优选为0.5-3h的情况下，浸取液中SiO₂/Al₂O₃的重量比可为30-150，得到的玻璃配合料更适于制备玻璃，且可进一步降低玻璃中的氧化铁含量，提高玻璃的可见光透过率；并且在该优选条件下工艺过程易于实现，具有较高的经济性。因此，本发明提出的粉煤灰酸法提铝副产玻璃可极大提高粉煤灰酸法提铝的整体经济性，并减少酸法提铝的工业固体废物，实现粉煤灰资源化和环境友好应用。

因此，为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种玻璃配合料的制备方法，所述方法包括：

（1）将粉煤灰进行酸法提铝后得到的酸法残渣除去残酸；

（2）用碱溶液进行浸取，固液分离得到浸取液和浸取残渣；

（3）向浸取液中通入二氧化碳进行碳酸化分解，然后固液分离得到硅酸沉淀和碳酸盐溶液；

（4）将步骤（3）得到的硅酸沉淀与氧化钙和/或氧化钙前驱体混合，并任选与氧化钠和/或氧化钠前驱体混合，得到玻璃配合料。

优选地，所述碱溶液为氢氧化钠和/或氢氧化钾的水溶液。

优选地，步骤（2）中，碱溶液的浓度为10-80重量%，以所述酸法残渣中的二氧化硅计，所述酸法残渣与碱的摩尔比为1：1-10；所述浸取的条件包括：温度为50-150℃，时间为0.25-6h。

进一步优选地，步骤（2）中，碱溶液的浓度为15-60重量%，以所述酸法残渣中的二氧化硅计，所述酸法残渣与碱的摩尔比为1：2-6；所述浸取的条件包括：温度为70-130℃，时间为0.5-3h。

优选地，所述方法还包括向步骤（3）得到的碳酸盐溶液中加入石灰乳进行苛化反应，固液分离得到碳酸钙沉淀和碱溶液；将部分碳酸钙沉淀作为步骤（4）中的氧化钙前驱体，将碱溶液回用于步骤（2）中；更优选地，所述方法还包括将剩余碳酸钙沉淀焙烧，配制石灰乳，回用于所述苛化反应；更进一步优选地，所述方法还包括将焙烧碳酸钙沉淀得到的二氧化碳回用于步骤（3）。

优选地，所述方法步骤（3）中不需要对硅酸沉淀进行反复洗涤，以便硅酸沉淀中会夹带碳酸钠、碳酸钾和/或氢氧化铝。