[发明专利]一种由煤气化炉渣制备的微晶玻璃及其制备方法

说明书

本发明公开了一种由煤气化炉渣制备微晶玻璃及其制备方法，所述的微晶玻璃包括以下重量份的组分：煤气化炉渣60~90%，添加剂粉料10~40%，添加剂粉料为赤泥、钛铁矿和石灰石的混合物；制备方法为对煤气炉矿渣进行研磨、过筛，900‑980℃下预热处理，然后和添加剂粉料混合造粒,造粒后在1500‑1600℃下高温熔融，保温18~24h，得基础玻璃液；基础玻璃液浇筑于预热的模具中，成型后脱膜得基础玻璃，基础玻璃进行微晶化处理得微晶玻璃。本发明首次使用煤气化炉渣为主要原料制备绿色微晶，煤气化炉渣含量在60%以上，可有效利用煤气化炉渣，既能解决煤气化炉渣排放造成的环境污染问题，又可获得良好的经济效益，为煤化工开辟了一条可持续发展道路。

技术领域

本发明属于无机非金属材料技术领域，具体涉及一种由煤气化炉渣制备微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

微晶玻璃是通过对基础玻璃有目标地受控晶化而制备出的一类同时包含玻璃相与微晶相的固体复合材料。与同成分玻璃和陶瓷相比，微晶玻璃具有机械强度高、硬度大、耐磨性好、良好的化学稳定性和热稳定性和电绝缘性能优异等特性，广泛应用于建筑、电子、化工、生物、医学和军事等领域。以各种冶金废渣，工业尾矿和燃煤电厂的废弃物为主要原料制备微晶玻璃，既使废弃资源得到再生利用，减少了环境污染，又获得了良好的经济效益。

煤气化炉渣是煤化工产生的以非晶态玻璃体为主的固体废弃物。近年来，随着煤化工的快速发展，煤气化炉渣的产出量越来越大。大量的煤气化炉渣的堆积带来一系列的严重环境污染问题。目前，煤气化炉渣的应用研究比较少，主要是作为建筑材料和陶瓷制品的原料，但由于煤气化炉渣活性较差并且含有较多的残余碳，给上述两种应用造成了较大困难，至今尚未规模化生产。因此，研究寻找新的煤气化炉渣利用方法迫在眉睫。

发明内容

针对现有技术中存在的煤气化炉渣应用研究少，资源浪费的问题，本发明提供了一种由煤气化炉渣制备微晶玻璃及其制备方法，煤气化炉渣含量在60%以上，可有效利用煤气化炉渣，既能解决煤气化炉渣排放造成的环境问题，又可获得良好的经济效益，为煤化工开辟了一条可持续发展道路。

本发明通过以下技术方案实现：

一种由煤气化炉渣制备的微晶玻璃，其特征在于，包括以下重量百分含量的组分：煤气化炉渣60~90%，添加剂粉料10~40%；

所述的添加剂粉料为赤泥、钛铁矿和石灰石中的混合物。

进一步地，所述的添加剂粉料中赤泥、钛铁矿和石灰石的质量比为4~8:1~3:1~3。

本发明中所述的微晶玻璃的制备方法包括以下步骤：

（1）对煤气炉矿渣进行研磨、过筛，然后在900-980℃温度下进行预热处理；

（2）将预热处理后的煤气炉矿渣细料和添加剂粉料混合，混合后造粒，使物料混合均匀，同时避免加入炉膛的过程中由于温差较大引起的物料起尘问题和防止熔融过程中密度差距较大的成分在锅内出现分层，然后在1500-1600℃下高温熔融，保温18~24h，得基础玻璃液；

（3）将步骤（2）中制备的基础玻璃液浇筑于预热的模具中，成型后脱膜得基础玻璃，基础玻璃进行热处理，然后退火降温至室温，得微晶玻璃。

进一步地，所述的基础玻璃热处理方法为：基础玻璃以11℃/min的速率升温至核化温度960℃，核化时间为3h，然后升温至980℃进行晶化，晶化时间为3h。

进一步地，步骤（1）所述过筛后煤气炉矿渣细料的粒径为100目。

进一步地，步骤（2）中所述的造粒采用团聚式造粒法，粒径为1cm。

进一步地，步骤（3）中所述的模具的预热温度为380℃。

进一步地，步骤（3）中所述的退火降温速率为1.5℃/min。