本发明涉及一种高炉渣回收利用技术，特别是指一种熔融高炉渣生产发泡玻璃的方法。
背景技术：
高炉冶炼时，每冶炼一吨生铁一般产生300～600kg的炉渣，即使对于含铁品位65％左右的优质原料，渣量也达到185～250kg/t，这样每年我国的高炉渣产出量有上亿吨。目前，高炉渣主要用于生产矿粉，以替代水泥。随着水泥价格走低，高炉渣生产矿粉的利用附加值下降，不少科研单位和企业都在积极研究高炉渣的其它利用途径。
发泡玻璃又称多孔玻璃或泡沫玻璃，是一种气孔率在90％以上，由均匀的气孔组成的隔热玻璃。泡沫玻璃板因其具有重量轻、导热系数小、吸水率小、不燃烧、不霉变、强度高、耐腐蚀、无毒、物理化学性能稳定等优点被广泛应用于石油、化工、地下工程、国防军工等领域，能达到隔热、保温、保冷、吸音之效果，另外还广泛用于民用建筑外墙和屋顶的隔热保温，随着人类对环境保护的要求越来越高，泡沫玻璃将成为城市民用建筑的高级墙体绝热材料和屋面绝热材料。
发泡玻璃通常以废玻璃、粉煤灰、非金属矿物等富含玻璃相的物质为基础原料，将其混合破碎球磨经称量到耐热不锈钢模盒进入发泡窑内加热发泡，后经人工脱模退火窑退火成玻璃毛胚等工艺制备而成的。发泡玻璃生产的原料成分不同，发泡时间及温度不易控制，影响发泡玻璃的质量。传统的发泡玻璃生产工艺需要用模盒烧结，人工脱模、经退火窑冷却，此工艺的缺点是：耗费大量劳动力，模盒损耗量大，生产效率低，导致产品生产成本大幅提高，产品很难大范围推广。
申请号为201410369822.7的中国发明专利申请公开了一种熔融法制备高炉渣基泡沫玻璃的方法，该方法将高炉渣40～90重量份与石英砂10～40重量份按比例混合均匀、研磨后置于容器内，并在1100～1600℃的熔化炉中熔融0.5～8小时；将得到的熔体直接浇铸在900～1300℃的热模具上，在浇铸成型的同时借助气管通入气体形成气孔，并保温0.5～8小时后降温至室温，脱模后得到泡沫玻璃；对得到的泡沫玻璃进行切割、打磨、抛光后得到最终产品。该方法所得到的泡沫玻璃无需引入任何发泡剂、稳泡剂等外加剂，节约了生产成本；制备过程不需要将矿渣原料加热熔融、水淬后再冷却进行烧结，节省了能源，简化了生产工序。
上述方法中，高炉渣等基础原料以常温状态进入流程，生产中需要进行加热熔融，熔融温度达到1000℃以上，因此能耗较高，生产成本较大。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能够显著降低生产能耗的熔融高炉渣生产发泡玻璃的方法，利用取自高炉出渣口的熔融高炉渣直接生产发泡玻璃。
为实现上述目的，本发明所提供的熔融高炉渣生产发泡玻璃的方法，它以高炉渣作为一种主要原料生产发泡玻璃，所述高炉渣为高炉炼铁过程中在线产生的冶金炉渣，从高炉出渣口取得后，以高温熔融状态直接与其他原料混合，最终制得发泡玻璃。
优选地，所述高炉渣的初始温度在900℃±50℃。
优选地，该方法采用如下质量份的原料：高炉渣26～70份；玻璃29～70份；发泡剂0.1～3.9份；稳泡剂0.1～0.9份；助熔剂0.1～0.9份。
优选地，所述发泡剂为白云岩、石灰岩、纯碱、焦炭、碳化硅中的一种或几种组合，颗粒度以标准筛目数计均在200目以上(本发明中，200目以上是指颗粒能过200目标准筛)。
优选地，所述稳泡剂为磷酸盐、硼酸盐、Al2O3、ZnO、ZrO2中的一种或几种组合，颗粒度以标准筛目数计均在200目以上。
优选地，所述助熔剂为氟硅酸钠、硼砂、冰晶石、硫酸钙、MnO2中的一种或几种组合，颗粒度以标准筛目数计均在200目以上。
优选地，所述玻璃为粉末状态，颗粒度以标准筛目数计在200目以上。
优选地，该方法具体包括下述步骤：1)准确称取按质量计玻璃29～70份，发泡剂0.1～3.9份，稳泡剂0.1～0.9份，助熔剂0.1～0.9份，将各个组分混合均匀，得到发泡玻璃初原料；2)从高炉出渣口取26～70份熔融高炉渣于加热炉中并将步骤1)得到的发泡玻璃初原料喷入加热炉内，保温7～15min；再将加热炉内的温度调节至900～1000℃，保温12～20min；使发泡玻璃原料在加热炉中依次经过发泡及退火工艺得到烧结膨化发泡加热物；3)将步骤2)得到的烧结膨化发泡加热物从加热炉中取出，自然冷却后即得发泡玻璃。该方法以熔融高炉渣和玻璃为主要原料，科学地加入了发泡剂、稳泡剂和助熔剂，简化了生产工艺，改善了传统发泡玻璃生产工艺复杂的弊端。
优选地，该方法具体包括下述步骤：1)准确称取按质量计玻璃45～60份，发泡剂1.5～3.0份，稳泡剂0.3～0.7份，助熔剂0.4～0.8份，将各个组分混合均匀，得到发泡玻璃初原料；2)从高炉出渣口取35～65份熔融高炉渣于加热炉中并将步骤1)得到的发泡玻璃初原料喷入加热炉内，保温8～12min；再将加热炉内的温度调节至950～990℃，保温15～18min；使发泡玻璃原料在加热炉中依次经过发泡及退火工艺得到烧结膨化发泡加热物；3)将步骤2)得到的烧结膨化发泡加热物从加热炉中取出，自然冷却后即得发泡玻璃。
本发明的有益效果在于：
1)该方法以玻璃体含量高的熔融高炉渣为主要原料，充分利用熔融高炉渣的余热和二次资源，节能环保的同时，每吨发泡玻璃生产成本降低约40元，降幅达10％左右；
2)通过控制加热炉炉内温度和物料加入速度可制得堆积密度为300～1300kg/m3、吸水率为10～110％、孔径大小为1.2μm～420μm的发泡玻璃；
3)所制得的发泡玻璃具有轻质多孔、孔隙率高且孔隙细腻均匀、保水率高、吸附容量大等特点，可广泛应用于各种装配式建筑和海绵城市建设，其重量轻便于施工，增强了耐震性，减轻土石对构造物的压力并抑制软弱地盘上建筑物的下沉。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
熔融高炉渣生产发泡玻璃的方法，包括如下步骤：
1)准确称取按质量计玻璃粉末70份，发泡剂0.1份，稳泡剂0.2份，助熔剂0.1份，将各个组分混合均匀，得到发泡玻璃初原料；
2)从高炉出渣口取29份熔融高炉渣于加热炉中，喷入到加热炉内保温8min；再将加热炉内的温度调节至1000℃，保温15min；使发泡玻璃原料在加热炉中依次经过发泡、退火得到烧结膨化发泡加热物；
3)将步骤2)得到的烧结膨化发泡加热物从加热炉中取出自然冷却后即得堆积密度为300kg/m3、吸水率为110％、孔径大小为25μm的发泡玻璃。
以上步骤中，所述高炉渣为高炉炼铁过程中产生的冶金炉渣，直接从高炉出渣口取得，其温度控制在900℃±50℃，所述玻璃粉末为无色玻璃经球磨粉碎而得，颗粒度以标准筛目数计在200目以上。所述发泡剂为白云岩，颗粒度均为250目以上。所述稳泡剂为磷酸盐，颗粒度均为250目以上。所述助熔剂为氟硅酸钠，颗粒度均为250目以上。
利用本实施例得到的发泡玻璃具有比重小、吸水保水性强且其孔径大小使其具有优良的透气性，因此可以防虫抑菌、疏松土壤、改善土壤结构的特点。将本实施例得到的发泡玻璃破碎成1～4mm颗粒状，可适用于粘土、障碍性土、盐碱地土壤改良剂等，同时适用于城市绿化、屋顶绿化、停车场绿化、室内园艺；沙漠、荒山改造等农业绿化领域。
实施例2
熔融高炉渣生产发泡玻璃的方法，包括如下步骤：
1)准确称取按质量计玻璃粉末29份，发泡剂3.9份，稳泡剂0.3份，助熔剂0.8份，将各个组分混合均匀，得到发泡玻璃初原料；
2)从高炉出渣口取70份熔融高炉渣于加热炉中并将步骤1)得到的发泡玻璃初原料喷入到加热炉内，保温7min；再将加热炉内的温度调节至950℃，保温20min；使发泡玻璃原料在加热炉中依次经过发泡及退火得到烧结膨化发泡加热物；
3)将步骤2)得到的烧结膨化发泡加热物从加热炉中取出自然冷却后即得堆积密度为500kg/m3、吸水率为110％、孔径大小为250μm的发泡玻璃。
以上步骤中，所述高炉渣为高炉炼铁过程中产生的冶金炉渣，直接从高炉出渣口取得，其温度控制在900℃±50℃，所述玻璃粉末为无色玻璃经球磨粉碎而得，颗粒度以标准筛目数计在300目以上。所述发泡剂为石灰岩，颗粒度均为300目以上。所述稳泡剂为硼酸盐，颗粒度均为300目以上。所述助熔剂为硼砂，颗粒度均为300目以上。
本实施例得到的发泡玻璃，由于生产原料的特点使其具有防火、防水，无毒、耐腐蚀、防蛀，不易老化，无放射性、绝缘，防磁波、防静电，机械强度高等特点，同时由于工艺上的特点使其具有独立的气泡，因此可以与各类泥浆粘结性好的特性。因此将本实施例得到的发泡玻璃制成板状可适用于墙壁内部填充材料，桥梁、高层建筑的吸水铺面、高速公路高层建筑的吸水铺面、农业暗渠排水等设施基础建设，由于其重量轻因此便于施工，增强了耐震性，减轻土石对构造物的压力并抑制软弱地盘上建筑物的下沉。
实施例3
熔融高炉渣生产发泡玻璃的方法，包括如下步骤：
1)准确称取按质量计玻璃粉末40份，发泡剂3.5份，稳泡剂0.5份，助熔剂0.6份，将各个组分混合均匀，得到发泡玻璃初原料；
2)从高炉出渣口取59份熔融高炉渣于加热炉中并将步骤1)得到的发泡玻璃初原料喷入到加热炉内，保温10min；再将加热炉内的温度调节至1000℃，保温12min；使发泡玻璃原料在加热炉中依次经过发泡及退火得到烧结膨化发泡加热物；
3)将步骤2)得到的烧结膨化发泡加热物从加热炉中取出自然冷却后即得堆积密度为800kg/m3、吸水率为110％、孔径大小为350μm的发泡玻璃。
以上步骤中，所述高炉渣为高炉炼铁过程中产生的冶金炉渣，直接从高炉出渣口取得，其温度控制在900℃±50℃，所述玻璃粉末为无色玻璃经球磨粉碎而得，颗粒度以标准筛目数计在450目以上。所述发泡剂为纯碱，颗粒度均为450目以上。所述稳泡剂为Al2O3，颗粒度均为450目以上。所述助熔剂为冰晶石，颗粒度均为450目以上。
利用本实施例得到的发泡玻璃具有独立闭气孔，使其具有高吸附的特性，因此，将本实施例得到的发泡玻璃破碎成颗粒状加入水培容器内可用于植物水培等，可减少换水次数，水中不长绿苔，植物健康生长。
实施例4
熔融高炉渣生产发泡玻璃的方法，包括如下步骤：
1)准确称取按质量计玻璃粉末49份，发泡剂2.8份，稳泡剂0.8份，助熔剂0.9份，将各个组分混合均匀，得到发泡玻璃初原料；
2)从高炉出渣口取51份熔融高炉渣于加热炉中并将步骤1)得到的发泡玻璃初原料喷入到加热炉内，保温12min；再将加热炉内的温度调节至900℃，保温12min；使发泡玻璃原料在加热炉中依次经过发泡及退火得到烧结膨化发泡加热物；
3)将步骤2)得到的烧结膨化发泡加热物从加热炉中取出自然冷却后即得堆积密度为1100kg/m3、吸水率为110％、孔径大小为420μm的发泡玻璃。
以上步骤中，所述高炉渣为高炉炼铁过程中产生的冶金炉渣，直接从高炉出渣口取得，其温度控制在900℃±50℃，所述玻璃粉末为无色玻璃经球磨粉碎而得，颗粒度以标准筛目数计在500目以上。所述发泡剂为焦炭和碳化硅按照质量比1:1的组合，颗粒度均为500目以上。所述稳泡剂为ZnO和ZrO2按照质量比1:1的组合，颗粒度均为500目以上。所述助熔剂为硫酸钙和MnO2按照质量比1:1的组合，颗粒度均为500目以上。
利用本实施例得到的具有孔径大小为420μm的独立气泡的发泡玻璃，使其具有高吸附净化水质的特性，将本实施例得到的发泡玻璃破碎后投入水源中，可用于河水污水、生活污水、水产养殖水等水质净化，分解水中污物；水岸护堤，降低河岸、海岸、堤坝的上部压力。
实施例5
熔融高炉渣生产发泡玻璃的方法，包括如下步骤：
1)准确称取按质量计玻璃粉末55份，发泡剂3.0份，稳泡剂0.5份，助熔剂0.5份，将各个组分混合均匀，得到发泡玻璃初原料；
2)从高炉出渣口取50份熔融高炉渣于加热炉中并将步骤1)得到的发泡玻璃初原料喷入到加热炉内，保温10min；再将加热炉内的温度调节至970℃，保温17min；使发泡玻璃原料在加热炉中依次经过发泡及退火得到烧结膨化发泡加热物；
3)将步骤2)得到的烧结膨化发泡加热物从加热炉中取出自然冷却后即得堆积密度为810kg/m3、吸水率为121％、孔径大小为380μm的发泡玻璃。
以上步骤中，所述高炉渣为高炉炼铁过程中产生的冶金炉渣，直接从高炉出渣口取得，其温度控制在900℃±50℃，所述玻璃粉末为无色玻璃经球磨粉碎而得，颗粒度以标准筛目数计在450目以上。所述发泡剂为纯碱，颗粒度均为450目以上。所述稳泡剂为Al2O3，颗粒度均为450目以上。所述助熔剂为冰晶石，颗粒度均为450目以上。
利用本实施例得到的发泡玻璃具有独立闭气孔，使其具有高吸附的特性，因此，将本实施例得到的发泡玻璃破碎成颗粒状加入水培容器内可用于植物水培等，可减少换水次数，水中不长绿苔，植物健康生长。
实施例6
熔融高炉渣生产发泡玻璃的方法，包括如下步骤：
1)准确称取按质量计玻璃粉末60份，发泡剂2.0份，稳泡剂0.7份，助熔剂0.4份，将各个组分混合均匀，得到发泡玻璃初原料；
2)从高炉出渣口取35份熔融高炉渣于加热炉中并将步骤1)得到的发泡玻璃初原料喷入到加热炉内，保温12min；再将加热炉内的温度调节至990℃，保温18min；使发泡玻璃原料在加热炉中依次经过发泡及退火得到烧结膨化发泡加热物；
3)将步骤2)得到的烧结膨化发泡加热物从加热炉中取出自然冷却后即得堆积密度为650kg/m3、吸水率为95％、孔径大小为210μm的发泡玻璃。
以上步骤中，所述高炉渣为高炉炼铁过程中产生的冶金炉渣，直接从高炉出渣口取得，其温度控制在900℃±50℃，所述玻璃粉末为无色玻璃经球磨粉碎而得，颗粒度以标准筛目数计在450目以上。所述发泡剂为纯碱，颗粒度均为450目以上。所述稳泡剂为Al2O3，颗粒度均为450目以上。所述助熔剂为冰晶石，颗粒度均为450目以上。
利用本实施例得到的发泡玻璃具有独立闭气孔，使其具有高吸附的特性，因此，将本实施例得到的发泡玻璃破碎成颗粒状加入水培容器内可用于植物水培等，可减少换水次数，水中不长绿苔，植物健康生长。
实施例7
熔融高炉渣生产发泡玻璃的方法，包括如下步骤：
1)准确称取按质量计玻璃粉末45份，发泡剂1.5份，稳泡剂0.3份，助熔剂0.8份，将各个组分混合均匀，得到发泡玻璃初原料；
2)从高炉出渣口取65份熔融高炉渣于加热炉中并将步骤1)得到的发泡玻璃初原料喷入到加热炉内，保温8min；再将加热炉内的温度调节至950℃，保温15min；使发泡玻璃原料在加热炉中依次经过发泡及退火得到烧结膨化发泡加热物；
3)将步骤2)得到的烧结膨化发泡加热物从加热炉中取出自然冷却后即得堆积密度为960kg/m3、吸水率为108％、孔径大小为410μm的发泡玻璃。
以上步骤中，所述高炉渣为高炉炼铁过程中产生的冶金炉渣，直接从高炉出渣口取得，其温度控制在900℃±50℃，所述玻璃粉末为无色玻璃经球磨粉碎而得，颗粒度以标准筛目数计在450目以上。所述发泡剂为纯碱，颗粒度均为450目以上。所述稳泡剂为Al2O3，颗粒度均为450目以上。所述助熔剂为冰晶石，颗粒度均为450目以上。
利用本实施例得到的发泡玻璃具有独立闭气孔，使其具有高吸附的特性，因此，将本实施例得到的发泡玻璃破碎成颗粒状加入水培容器内可用于植物水培等，可减少换水次数，水中不长绿苔，植物健康生长。