[发明专利]一种利用赤泥提铁制取的微晶玻璃及其制取方法

说明书

本发明属于赤泥综合利用技术领域，具体涉及一种利用赤泥提铁制取的微晶玻璃及其制取方法。制取方法为：原料配置，碳热还原，熔炉融化，澄清均化，压延成型，阶梯式退火，核化晶化，冷却后热处理。制取的微晶玻璃化学组成及质量百分比为：15.2‑41.8％Al₂O₃、14.6‑53.6％SiO₂、0.9‑5.7％TiO₂、7.5‑21.2％CaO、0.8‑7.9％Fe₂O₃、0.72‑2.3％MgO、1.5‑8.2％K₂O、2.5‑4.6％Na₂O。本发明实现了赤泥的资源化利用，降低了生产能耗，在提取铁的基础上制得了微晶玻璃新型材料，该微晶玻璃有着更好的硬度以及抗弯、抗压性能，具有较好的经济和社会效益。

技术领域

本发明属于赤泥综合利用技术领域，具体涉及一种利用赤泥提铁制取的微晶玻璃及其制取方法。

背景技术

赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后残留的一种红色、粉泥状、高含水量的强碱性固体废料，密度0.7-1.0t/m³，比表面积0.5-0.8m²/g，因富含20～50％的氧化铁而呈红褐色，因此被称之为赤泥。据统计，一般平均每生产1吨氧化铝副产1.0-2.0吨赤泥。我国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。目前对赤泥的处理，一般采用花巨资修建废渣库或堤坝，用以堆放赤泥，长期堆存不仅花费昂贵的维护费用，还存在污染环境、堆场占地等问题。由于赤泥中含强碱和少量放射性物质，粒度细，长期堆放经晒干后会造成粉尘飞扬，污染大气。风吹雨淋会致使赤泥流入江河湖泊，造成淤塞、毒化水质，直接影响农业和渔业生产，成为江河湖泊重要的污染源。高碱性的污水渗入地下或进入地表水，使水体pH值升高，超出国家规定标准，造成更为严重的水污染。

微晶玻璃是20世纪70年代发展起来的一种多晶陶瓷新型材料，兼有玻璃和陶瓷的优点，具有经久耐用、百变定制、超大镜面、致密抗菌、光洁靓丽等优良特性，被称为“21世纪高档装饰材料”。目前微晶玻璃的制取方法主要包括熔融法、烧结法和溶胶-凝胶法，已实现工业化应用的有熔融法和烧结法。熔融法需要将原料加热至高温熔融态，然后采用熔融原料浇铸、脱模、晶化、热处理制取微晶玻璃，整体析晶时间长，热处理过程中炸裂严重，成品率低，能耗大，成本高；烧结法也需要将原料加热至高温熔融态，然后采用熔融原料水萃、烧结、晶化制取微晶玻璃，对原料要求高，用量受限，成本高，能耗大，不够环保。因此研究一种能耗低且环保的制取微晶玻璃的方法很有必要。

发明内容

针对现有制取微晶玻璃的设备能耗高的问题，本发明提供了一种利用赤泥提铁制取微晶玻璃的方法，解决了赤泥堆存占地、污染环境的问题，并在提取铁的基础上制得微晶玻璃新型材料，减少了能耗和成本。

本发明提供的利用赤泥提铁制取微晶玻璃的方法，包括如下步骤：(1)对原料进行配置，原料包括赤泥、助熔剂、发泡剂及稳泡剂；(2)将配制好的混合料进行碳热还原；(3)还原加热后将混合料进行熔化，降温提铁；(4)提铁后的混合料经澄清、均化后压延成型；(5)成型后进行阶梯式退火，冷却后制得基础玻璃；(6)将降温后的基础玻璃进行核化晶化，冷却制得半成品，经热处理后制得微晶玻璃。

进一步的，所述步骤(1)，原料质量百分比为：赤泥70-85％、助熔剂20-40％、发泡剂3-10％、稳泡剂5％-15％。

进一步的，所述步骤(1)，助熔剂为纯碱，发泡剂为碳酸钙或碳酸钠，稳泡剂为硫酸钠。

进一步的，所述步骤(2)，碳热还原的温度为1350-1400℃。采用碳热还原后再进入熔炉融化，此时混合料的温度已经很高，在融化时需要补充的热量较少。

进一步的，所述步骤(3)，熔化温度为1300-1480℃，保温时间为2-3h。