一种利用提钒副产物制备玻璃和玻璃砖的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用提钒副产物制备玻璃和玻璃砖的方法。
【背景技术】
[0002] 随着全民对环境认识的加深，环保问题已经成为企业生产的重要指标。在钒制品 的生产过程中会产生大量的含钒废水，对此，攀钢集团钒业有限公司采取了将含钒废水蒸 发浓缩的工艺，并将产生的冷凝水回用，实现了废水的零排放。但是采用这种方法对含钒废 水进行处理，会副产大量的提钒副产物，其主要成分是工业硫酸钠。目前该提钒副产物仅用 于生产硫化碱，由此产生了以下几个问题：
[0003] ①目前硫化碱生产属于污染比较大的工艺，随着环保指标的提升，该制备工艺必 然受阻；
[0004] ②生产硫化碱消化的提钒副产物量远小于钒业的发展和规模化产生的总量，成为 钒业发展的一个难题；
[0005] ③大量提钒副产物量堆积于废水区域，增加了水的盐度，处理该部分水，对蒸发浓 缩系统影响极大，极易出现堵塞结垢现象，生产组织困难；
[0006] ④目前钒业发展的一个难题提钒副产物产生量大，消化量少，囤积越来越多，堆积 场地越来越大，稍有不慎就会发生环保事故，企业健康发展受到制约。
[0007] 因此，目前亟需寻求一种能够有效利用提钒副产物的途径，以解决提钒副产物量 大难以处理的问题。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是为了克服现有技术中提钒副产物量大难以处理的缺陷，而提供一 种利用提钒副产物制备玻璃的方法以及一种利用提钒副产物制备玻璃砖的方法。
[0009] 为了实现上述目的，本发明提供一种利用提钒副产物制备玻璃的方法，该方法包 括：将提钒副产物、石灰和石英砂按照重量比5 :(1-5) :(5-10)混合并熔化得到混合熔液， 并将所述混合熔液与分散剂混合并冷却成型，所述提钒副产物含有不低于60重量％的硫酸 钠，所述混合熔液与分散剂的重量比为100 :(〇. 1-1)。
[0010] 本发明还提供一种利用提钒副产物制备玻璃砖的方法，其中，该方法包括：将提钒 副产物、石灰和石英砂按照重量比5 : (1-5): (5-10)混合并熔化得到混合熔液，再将所述混 合熔液与造砖渣混合并保温，然后再将得到的保温产物冷却成型，所述提钒副产物含有不 低于60重量％的硫酸钠,所述混合烙液与造砖渔的重量比为1: (1-5)。
[0011] 采用本发明提供的方法制备玻璃和玻璃砖，可以充分利用提钒副产物，以解决提 钒副产物量大难以处理的问题。更为重要的是，采用本发明提供的方法制备得到的玻璃的 可见光总透光率较高且直观品相好(无裂纹、无斑点、表面平整且色彩均匀），完全可以满足 一般使用的要求；采用本发明提供的方法制备得到的玻璃砖的吸水率较低且断裂模数较 1?，具有良好的市场如景。
[0012] 本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0013] 以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体 实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0014] 本发明提供的利用提钒副产物制备玻璃的方法包括：将提钒副产物、石灰和石英 砂按照重量比5 : (1-5) : (5-10)混合并熔化得到混合熔液，并将所述混合熔液与分散剂混 合并冷却成型，所述提钒副产物含有不低于60重量％的硫酸钠，所述混合熔液与分散剂的 重量比为100 :(〇. 1-1)。
[0015] 其中，所述提钒副产物指的是将钒制品生产过程中产生的含钒废水经过提钒处理 后得到的以硫酸钠为主的固体废弃物。尽管只要采用硫酸钠含量不低于60重量％的提钒 副产物并按照本发明提供的方法便能够制备得到可见光总透光率较高且直观品相好的玻 璃，但从原料易得性的角度出发，优选地，以所述提钒副产物的总重量为基准，所述提钒副 产物含有70-80重量％的硫酸钠和20-30重量％的硫酸铵。此外，所述提钒副产物中通常 还含有杂质，如含钒化合物。以所述提钒副产物的总重量为基准，所述提钒副产物通常含有 70-79. 9重量％的硫酸钠、20-25重量％的硫酸铵和0. 1-5重量％的杂质。
[0016] 根据本发明，优选地，所述提钒副产物、石灰和石英砂的重量比为5 :(2-4): (5-7)，这样能够使得到的玻璃具有更优异的综合性能。
[0017] 本发明对所述熔化的条件没有特别地限定，只要能够使得所述提钒副产物、石灰 和石英砂的混合物熔化，从而得到所述混合熔液即可，优选地，所述熔化的条件包括温度为 1500-1650°C。此外，所述熔化的时间以使得所述提钒副产物、石灰和石英砂的混合物得以 熔化为准，对此本领域技术人员公知，在此不作赘述。
[0018] 根据本发明，优选地，所述混合熔液与分散剂的重量比为100 :(0.3-0. 8)，这样更 有利于形成所述玻璃的上述物质的均匀分散，从而得到组成和性能更为均一的玻璃。
[0019] 本发明对所述分散剂的种类没有特别地限定，例如，可以选自硼酸、水玻璃和三聚 磷酸钠中的一种或多种，优选为硼酸。
[0020] 本发明对将所述混合溶液与分散剂混合的温度没有特别地限定，可以与将提钒副 产物、石灰和石英砂的混合物熔化的温度相同或不同，并各自独立地为1500-1650°C。此 夕卜，所述混合的时间以使得将混合溶液与分散剂得以均匀分散为准，对此本领域技术人员 公知，在此不作赘述。
[0021] 本发明对所述冷却成型的条件没有特别地限定，但为了避免形成的玻璃出现应力 集中现象或者在玻璃中出现缺陷结构，所述冷却成型的条件包括冷却的速率优选小于等于 l〇〇°C /s，更优选为 50-60°C /s。
[0022] 此外，为了使得到的消除玻璃中的残余应力，使得其具有更好的尺寸稳定性，在冷 却成型之后，通常还需要将得到的玻璃进行退火处理。所述退火的条件可以为本领域的常 规选择，例如，退火温度可以为500-600°C，退火时间可以为20-60秒。
[0023] 本发明提供的利用提钒副产物制备玻璃砖的方法包括：将提钒副产物、石灰和石 英砂按照重量比5 : (1-5) : (5-10)混合并熔化得到混合熔液，再将所述混合熔液与造砖渣 混合并保温，然后再将得到的保温产物冷却成型，所述提钒副产物含有不低于60重量％的 硫酸钠，所述混合烙液与造砖渔的重量比为I: (1-5)。
[0024] 所述利用提钒副产物制备玻璃砖的方法中涉及的所述提钒副产物的种类和组成 与上述利用提钒副产物制备玻璃的方法中涉及的所述提钒副产物的种类和组成相同，在此 不作赘述。
[0025] 根据本发明，优选地，所述提钒副产物、石灰和石英砂的重量比为5 :(2-4): (5-7)，这样能够使得到的玻璃砖具有更优异的综合性能。
[0026] 本发明对所述熔化的条件没有特别地限定，只要能够使得所述提钒副产物、石灰 和石英砂的混合物熔化，从而得到所述混合熔液即可，优选地，所述熔化的条件包括温度为 1500-1650°C。此外，所述熔化的时间以使得所述提钒副产物、石灰和石英砂的混合物得以 熔化为准，对此本领域技术人员公知，在此不作赘述。
[0027] 根据本发明，所述造砖渣指的是在造砖过程中产生的以三氧化二铁、含硅化合物、 钙盐和铝盐为主要成分的固体废弃物。通常来说，以所述造砖渣的总重量为基准，所述造砖 渣含有0. 1-1重量％的钒、5-30重量％的三氧化二铁、30-50重量％的含硅化合物、10-25重 量％的钙盐和15-30重量％的铝盐。其中，所述造砖渣中的以上组分的总重量之和为100%。 其中，所述含硅化合物主要二氧化硅和/或硅酸钠。所述钙盐可以为碳酸钙、氯化钙、磷酸 钙、磷酸氢钙等中的一种或多种。所述铝盐可以为三氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、硫酸铝钾等中 的一种或多种。此外，所述造渣转中通常还含有一定量的杂质，所述杂质可以为磷、硫、钛、 钴和镍中的一种或多种的化合物。此时，以所述造砖渣的总重量为基准，所述造砖渣含有 0. 1-1重量％的钒、5-20重量％的三氧化二铁、30-50重量％的含硅化合物、10-25重量％的 钙盐、15-30重量％的铝盐和0-10重量％的杂质。
[0028] 本发明对将所述混合熔液与造砖渣混合的温度没有特别地限定，可以与将提钒副 产物、石灰和石英砂的混合物熔化的温度相同或不同，并各自独立地为1500-165