[发明专利]一种光伏硅渣微晶薄板的生产方法

说明书

本发明涉及一种微晶薄板的生产方法，涉及光伏硅材料产业硅渣循环利用及人造石材生产技术领域。将光伏硅渣、钙基废料、辅助原料、助熔澄清剂混合后热熔，经均化、澄清后形成高温熔体，将高温熔体经过压延或浇注制成基础非晶薄板，再经过晶化处理，形成微晶薄板。本发明综合利用了光伏硅材料产业硅渣固体废弃物，提供了一种物理力学性能好、加工性能优良，可以代替天然石材或部分工程材料，且物理力学性能及化学稳定性优于天然石材或部分工程材料的微晶薄板，可广泛应用于化工、冶金、建筑装饰、石油、电力电子等领域。

技术领域

本发明涉及光伏硅材料产业硅渣循环利用，人造石材生产技术领域，也涉及化工、冶金、建筑装饰、石油、电力电子等技术领域。

背景技术

光伏产业呈现出快速发展趋势，同时带动了硅材料的需求的大幅增加，然而工业硅生产过程伴生的硅渣产量也随着增加，长期堆积不仅给环境保护带来巨大挑战，也给企业造成一定的经济负担。冶金硅渣中金属资源丰富，含有SiO₂、Na₂O、CaO、Al₂O₃、FeO_x等多样金属氧化物以及一定量的单质硅。目前硅渣的处理方式往往被用作普通废料用于铺路和建筑填充材料等，无疑是资源的浪费；此外，部分硅渣进行残留单质硅提取处理，流程长、二次污染重、经济效益不明显，而且不能将硅渣完全消纳处理。因此，亟需一种经济有效的冶金硅渣利用技术。

随着国家对污染型企业的管控日趋严格，冶金企业作为固体废弃物的制造大户，迫切需要找到有效利用冶金硅渣的途径，以消耗历年生产所堆积的废渣，同时希望冶金废渣用于生成高附加值产品领域，以增加企业的经济效益。

近年来，随着国内高层建筑、超高层建筑越来越普遍，国内建筑幕墙用陶瓷砖产业取得了高速发展，在2016年完成了3500亿元的工程总产值，国内领先的施工公司已在海外积极扩张业务。随着陶瓷资源过度消耗、能源紧缺、环境污染等，建陶企业的生产成本和环保压力日益增大。陶瓷薄型化、减量化生产是建筑陶瓷产业未来发展的方向。由于陶瓷薄板的尺寸要求，对其原料的要求和制备工艺提出更高的要求，陶瓷薄板的配方、强度的提高和表面装饰等技术也需要持续的研究和创新。2012年，多晶陶瓷薄板应用于幕墙干挂的内容添加到了修订后的《建筑陶瓷薄板应用技术规程》(JGJ/T172-2012)并发布实施，为陶瓷薄板在幕墙使用上铺平了道路，陶瓷薄板在幕墙工程上拥有较好的市场前景。

由于陶瓷薄板规格大、厚度薄，在生产过程中易出现生坯和成品强度低、韧性差等问题，陶瓷砖的薄型化生产首先必须在原料选择和配方设计时考虑陶瓷砖增强、增韧技术。本技术以硅渣为原料，通过辅助原料、助熔澄清剂等对原料和配方进行设计，通过晶体生长的控制，提出了一种高强耐磨微晶薄板的生产方法，解决了薄板强度和韧性的难题。

发明内容

本发明目的在于综合利用固体废弃物提供强度高、耐磨损、抗腐蚀、对人体无放射性危害的复相微晶工程材料的生产方法。

本发明技术方案如下：

将光伏硅渣、钙基废料、辅助原料、助熔澄清剂和水混合均匀后投入熔窑，经均化、澄清后形成高温熔体，再将高温熔体经过压延或浇注制成基础非晶薄板，将基础非晶薄板经过晶化处理形成复相多晶工程薄板毛坯板；所述光伏硅渣为工业硅冶炼过程产生的硅渣；所述钙基废料为石灰石废料或大理石废料或方解石废料；所述辅助原料为氧化铝或氧化锌或碳酸钠或碳酸钾或氧化镁或萤石或硝酸钠中的至少四种材料；所述助熔澄清剂为CeO₂，Na₂O，Al₂O₃，SiO₂， CaO，Li₂O，NH₄NO₃，Na₂SO₄中的至少任意一种。