一种利用冶金渣制备高碱度微晶玻璃的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用冶金渣制备具有高碱度微晶玻璃的方法，属于冶金资源综合 利用和环境保护的技术领域。
【背景技术】
[0002] 钢铁冶金渣，包括高炉渣、电炉渣、转炉渣、脱硫渣、精炼渣等，其主要化学成分为 Ca0、Si02、Al203、Mg0、Mn0、Fe203、Fe304等。由于高温冶炼需要，渣中二元碱度R(即CaO和 SiO2质量比CaO/SiO2)很高，酸性氧化物如SiOjPAl203含量却较少。高炉渣R= 0. 9? 1. 2,电炉渣和转炉渣碱度R= 2. 5?5. 0。
[0003] 在已有冶金渣微晶玻璃研宄中，原料来源为天然矿石或各种废弃固渣，其微晶玻 璃R〈0. 4,以Sit)#Al203为主要化学组成。冶金渣微晶玻璃多属于CaO-SiO2_A1203三元体 系，因此需要对其进行高温改性处理，向渣中加入SiOjPAl203含量高的酸性原料，如铁尾 矿、煤矸石、粉煤灰、石英砂等，以达到控制冶金渣微晶玻璃化学组成目的。但是，由于酸性 原料同冶金渣的熔合以及玻璃熔体的澄清、均化等过程，均需要进行补热。以粉煤灰高温改 性IOOkg二元碱度为3. 0的转炉钢渣为例，其粉煤灰需用量见表1。
[0004] 表1不同碱度钢渣微晶玻璃粉煤灰需用量
[0005]
【主权项】
1. 一种利用冶金渣制备高碱度微晶玻璃的方法，其特征在于：采用熔融法或者烧结 法，利用冶金熔渣制备高碱度微晶玻璃，其主要化学组成是质量百分比为Ca0(20-35% )、 Si02(30-48% )、Al203(8-18% )、MgO(3-17% )、TFe(〈9% );高碱度微晶玻璃的二元碱度， 即〇3〇/5102质量比为 0. 6-0. 9。
2. 根据权利要求1所述的利用冶金渣制备高碱度微晶玻璃的方法，其特征在于：在制 备基础玻璃时，通过冶金渣中加入高硅高铝酸性配料来控制高碱度微晶玻璃的主要化学组 成，这些酸性配料是粉煤灰、煤矸石、尾矿高硅高铝废弃物以及石英砂、河沙、长石、沸石高 硅高铝的廉价矿物原料中的一种或多种。
3. 根据权利要求1所述的利用冶金渣制备高碱度微晶玻璃的方法，其特征在于：在制 备基础玻璃时，通过冶金渣中加入还原剂配料来控制高碱度微晶玻璃的全铁含量，即对于 含铁量高的冶金澄，通过向恪澄或者配料中配入一定比例的煤粉或者焦炭粉碳素还原剂还 原渣中铁氧化物，达到控制基础玻璃中的铁含量目的。
4. 根据权利要求1、2和3所述的利用冶金渣制备高碱度微晶玻璃的方法，其特征在于： 制备高碱度微晶玻璃的基础玻璃时，对冷态冶金渣，是通过原料配料后再熔制形成；对热态 或熔融态冶金渣，是通过在渣中直接混入配料的方法熔制形成。
5. 根据权利要求1所述的高碱度微晶玻璃，其特征在于：在基础玻璃热处理制备微晶 玻璃的过程中，无论采用熔融法还是烧结法，均采用一步法热处理制度将基础玻璃制备为 高碱度微晶玻璃，该热处理温度选取范围为850-1150 °C。
【专利摘要】一种利用冶金渣制备高碱度微晶玻璃的方法，冶金渣包括钢铁冶金渣和有色冶金渣等，主要化学组成为CaO、SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3、MnO等。本发明在制备基础玻璃过程中，通过在冶金渣中添加配料，将其二元碱度质量比控制在0.6-0.9的较高水平，同时Al2O3质量百分含量控制在8-18％，TFe百分含量控制在小于9％；后续采用一步法热处理制度将基础玻璃制备为高碱度微晶玻璃。本发明制备的高碱度微晶玻璃，不仅提高了冶金渣掺量，减少了高硅高铝原料的添加量，还更适合于一步法的热处理制度，这有利于基础玻璃热处理生产过程节能减排，以及制备出性能更优越的产品。该方法即适合冷态冶金渣利用，也适合热态冶金渣的直接利用。
【IPC分类】C03C10-00
【公开号】CN104556702
【申请号】CN201410784096
【发明人】李宇, 代文彬, 苍大强, 赵贵州, 卢翔, 温宗国
【申请人】北京科技大学, 清华大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月16日