专利名称：一种利用磷渣制备微晶玉石板的方法
技术领域：
本发明涉及微晶玉石的制备技术领域，具体涉及一种利用磷渣制备微晶玉石板的 方法。
背景技术：
磷渣是磷矿石热法生产黄磷过程中排放的工业废渣，每生产It黄磷，大约产生 8-10吨磷渣。以我国目前的黄磷生产能力，每年的磷渣排放量都在500万吨以上，且逐年递 增，目前全国的磷渣排放量约在680-850万吨。通常情况下，磷渣的排放是采用水淬工艺进 行的，即将熔融的高温磷渣水淬为磷渣粒料，这样的处理方法存在两个缺点(1)熔融的磷 渣中所蕴含的大量热能被浪费掉；(2)水淬处理工艺产生大量的腐蚀性热蒸汽，造成废水 的二次污染。目前的磷渣绝大多数作为制造水泥、砖瓦等的原材料，制成低附加值的产品，经济 上不划算。也有少量的磷渣用来作为制备CaO-Al2O3-SiO2 (CAS)体系微晶玻璃的原材料，但 是CaO-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃中CaO的含量为15%左右，而磷渣是一种高CaO含量的废 渣(CaO >40%)，若制备CAS微晶玻璃，则磷渣在微晶玻璃中的使用率非常低，一般仅为 30-40%。综上所述，目前磷渣的利用情况不符合大宗量、高附加值综合利用工业废弃物矿 渣的产业政策和要求。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种利用磷渣制备微晶玉 石板的方法，制备的微晶玉石板耐磨损、抗腐蚀、耐高温，无辐射，而且磷渣的利用率高，具 有较高的社会效益和经济效益。为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下一种利用磷渣制备微晶玉石板的方法，包括以下步骤(1)配料将添加剂和助熔澄清剂的各种辅料粉碎，然后过40目筛，按照成分配比 称量占总重量20. 0-27. Owt %的添加剂，占总重量5. 0-8. Owt %的助熔澄清齐[J， 其中澄清剂为Ce02、Na2O, NH4NO3和Na2SO4组成的混合物，它们之间的重量比是 (0-4) (0-7) (2-5) (0-15)，添加剂为 Na2C03、Zn0、Mg0、NaN03、CaF2、Si02 和 Al2O3 组 成的混合物，它们之间的重量比是(8-20) (0-7) (0-8) (0-3) (0-5) (0-12) (0-7), 将添加剂与澄清剂混合，形成均勻的辅料配合料。(2)熔化将辅料配合料投入到占总重量65.0-75.0衬％的熔融态磷渣中，在1460-15601 范围内熔化2. 0-4. Oh,制成玻璃熔液，然后在1350-1500°C范围内保温1. 0-3. Oh,均化、澄 清玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体。(3)成型
将高温玻璃熔体通过压延机形成玻璃板，或将高温玻璃熔体浇注到在400-600°C 范围预热的钢制模具中成型，得到成型的基础玻璃板。(4)晶化将成型的基础玻璃板送入晶化退火窑炉中，在700-800°C范围保温核化 2. 0-6. 0h，800-900°C范围保温晶化2. 0-8. 0h，600°C退火2_6h，然后随窑炉自然冷却，消除 微晶玉石板在热处理过程中产生的各种应力。(5)精加工微晶玉石板出炉之后，对其进行切割、倒棱、粗磨、细抛，得到成品微晶玉石板。本发明具有以下有益效果1、外观酷似天然玉石，性能优于天然玉石本发明的微晶玉石板外观呈半透明蜡脂状，光泽柔和，可加工性优良，适于切割、 雕刻成各种形状，密度为2. 6-2. 9g/cm3,可见光透光率为10-25 %，莫氏硬度6_8，抗弯强 度 60-1 IOMPa,抗压强度 270_400MPa，耐酸性(1 % H2SO4) < 0. 06%,耐碱性(1 % NaOH) < 0. 05%。2、磷渣为主要原材料，变废为宝本发明的微晶玉石板以磷渣为主要原料，磷渣在微晶玻璃中的使用率达到 65-75wt%，不仅可以降低微晶玻璃板的生产成本，还可以减轻固体废弃物对环境的污染。3、高温混料_直接成型，节能减排本发明的微晶玉石板的制备方法是将辅料加入到熔融态的高温磷渣中，搅拌均 勻，熔化成适于制备微晶玉石板的玻璃液，玻璃液通过压制或浇注形成基础玻璃板，基础玻 璃板经过晶化热处理，得到微晶玉石板，该工艺消除了磷渣水淬过程中腐蚀性热蒸汽的排 放，避免了熔融态磷渣中的热能损失，符合节能减排的产业政策。
具体实施例方式下面将结合具体实施例对本发明作详细描述，本发明的范围不受实施例的限制。实施例1一种利用磷渣制备微晶玉石板的方法，包括以下步骤(1)配料将添加剂和助熔澄清剂的各种辅料粉碎，然后过40目筛，按照成分配比称量占总 重量25wt%的添加剂，占总重量5wt%的助熔澄清剂，其中澄清剂为NH4NO3和Na2SO4组成 的混合物，它们之间的重量比是2 1，添加剂为Na2C03、Zn0、Mg0、Si02和Al2O3组成的混合 物，它们之间的重量比是10 4 5 10 5，将添加剂与澄清剂混合，形成均勻的辅料配 合料。(2)熔化将辅料配合料投入到占总重量70wt%的熔融态磷渣中，在1560°C熔化4h，制成玻 璃熔液，然后在1480°C保温lh，均化、澄清玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体，(3)成型高温玻璃熔体浇注到在600°C预热的钢制模具中成型，得到成型的基础玻璃板，(4)晶化
将成型的基础玻璃板送入晶化退火窑炉中，在750°C保温核化4. 0h，850°C晶化 2. Oh，然后于600°C退火4. Oh,随窑炉冷却，(5)精加工微晶玻璃板出炉之后，对其进行切割、倒棱、粗磨、细抛，得到成品微晶玉石玻璃 板。实施例2一种利用磷渣制备微晶玉石板的方法，包括以下步骤(1)配料将添加剂和助熔澄清剂的各种辅料粉碎，然后过40目筛，按照成分配比称量占总 重量25wt%的添加剂，占总重量3衬％的助熔澄清剂，其中澄清剂为NH4N03、Na2SO4和CeO2 份组成的混合物，它们之间的重量比是4 1 1，添加剂为Na2C03、ZnO、Mg0、Si02和Al2O3 组成的混合物，它们之间的重量比是15 3 5 8 3，将添加剂与澄清剂混合，形成均 勻的辅料配合料。(2)熔化将辅料配合料投入到占总重量72wt%的熔融态磷渣中，在1540°C熔化4h，制成玻 璃熔液，然后在1460°C保温lh，澄清、均化玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体，(3)成型高温玻璃熔体浇注到在600°C预热的钢制模具中成型，得到成型的基础玻璃板，(4)晶化将成型的玻璃板送入晶化退火窑炉中，在740°C保温核化4. 0h，835°C晶化2. Oh, 然后在600°C退火4. Oh,随炉冷却，(5)精加工微晶玻璃板出炉之后，对其进行切割、倒棱、粗磨、细抛，得到成品微晶玉石玻璃 板。实施例3一种利用磷渣制备微晶玉石板的方法，包括以下步骤(1)配料将添加剂和助熔澄清剂的各种辅料粉碎，然后过40目筛，按照成分配比称量占总 重量27wt%的添加剂，占总重量5衬％的助熔澄清剂，其中澄清剂为NH4N03、Na2SO4和CeO2 份组成的混合物，它们之间的重量比是2 1 1，添加剂为恥20)3、2110、1%0、5比2、0^2和 Al2O3组成的混合物，它们之间的重量比是20 3 5 6 2 1，将添加剂与澄清剂混 合，形成均勻的辅料配合料，(2)熔化将辅料配合料投入到占总重量68wt%的熔融态磷渣中，在1530°C熔化4h，制成玻 璃熔液，然后在1460°C保温lh，均化、澄清玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体，(3)成型将高温玻璃熔体浇注到在600°C预热的钢制模具中成型，得到成型的基础玻璃板，(4)晶化将成型的基础玻璃板送入晶化退火窑炉中，在735°C保温核化4. 0h，830°C晶化2. Oh，然后于600°C退火4. Oh,随窑炉冷却，(5)精加工微晶玻璃板出炉之后，对其进行切割、倒棱、粗磨、细抛，得到成品微晶玉石玻璃 板。
权利要求
一种利用磷渣制备微晶玉石板的方法，其特征在于包括以下步骤(1)配料将添加剂和助熔澄清剂的各种辅料粉碎，然后过40目筛，按照成分配比称量占总重量20.0 27.0wt％的添加剂，占总重量5.0 8.0wt％的助熔澄清剂，其中澄清剂为CeO2、Na2O、NH4NO3和Na2SO4组成的混合物，它们之间的重量比是(0 4)∶(0 7)∶(2 5)∶(0 15)，添加剂为Na2CO3、ZnO、MgO、NaNO3、CaF2、SiO2和Al2O3组成的混合物，它们之间的重量比是(8 20)∶(0 7)∶(0 8)∶(0 3)∶(0 5)∶(0 12)∶(0 7)，将添加剂与澄清剂混合，形成均匀的辅料配合料。(2)熔化将辅料配合料投入到占总重量65.0 75.0wt％的熔融态磷渣中，在1460 1560℃范围内熔化2.0 4.0h，制成玻璃熔液，然后在1350 1500℃范围内保温1.0 3.0h，均化、澄清玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体。(3)成型将高温玻璃熔体通过压延机形成基础玻璃板，或将高温玻璃熔体浇注到在400 600℃范围预热的钢制模具中成型，得到成型的基础玻璃板。(4)晶化将成型的玻璃板送入晶化退火窑炉中，在700 800℃范围保温核化2.0 6.0h，800 900℃范围保温晶化2.0 8.0h，然后于600℃退火2 6h，随窑炉自然冷却，消除微晶玉石板在热处理过程中产生的各种应力，(5)精加工将微晶玉石板出炉之后，对其进行切割、倒棱、粗磨、细抛，得到成品微晶玉石板。
2.根据权利要求1所述的一种利用磷渣制备微晶玉石板的方法，其特征在于，包括以 下步骤(1)配料将添加剂和助熔澄清剂的各种辅料粉碎，然后过40目筛，按照成分配比称量占总重量 25wt%的添加剂，占总重量5wt%的助熔澄清剂，其中澄清剂为NH4NO3和Na2SO4组成的混合 物，它们之间的重量比是2 1，添加剂为Na2C03、ZnO, MgO、SiO2和Al2O3组成的混合物，它 们之间的重量比是10 4 5 10 5，将添加剂与澄清剂混合，形成均勻的辅料配合料。(2)熔化将辅料配合料投入到占总重量70wt %的熔融态磷渣中，在1560°C熔化4h，制成玻璃熔 液，然后在1480°C保温lh，澄清、均化玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体。(3)成型将高温玻璃熔体浇注到在600°C预热的钢制模具中成型，得到成型的玻璃板。(4)晶化将成型的基础玻璃板放入晶化退火窑炉中，750°C保温核化4. 0h，850°C晶化2. 0h，然 后与600°C退火4. Oh,随窑炉冷却。(5)精加工微晶玻璃板出炉之后，对其进行切割、倒棱、粗磨、细抛，得到成品微晶玉石玻璃板。
3.根据权利要求1所述的一种利用磷渣制备微晶玉石板的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)配料将添加剂和助熔澄清剂的各种辅料粉碎，然后过40目筛，按照成分配比称量占总重量 25wt%的添加剂，占总重量3wt%的助熔澄清剂，其中澄清剂为NH4N03、Na2SO4和CeO2份组 成的混合物，它们之间的重量比是4 1 1，添加剂为妝20)3、2110、1%0、5102和41203组成 的混合物，它们之间的重量比是15 3 5 8 3，将添加剂与澄清剂混合，形成均勻的 辅料配合料。(2)熔化将辅料配合料投入到占总重量72wt %的熔融态磷渣中，在1540°C熔化4h，制成玻璃熔 液，然后在1460°C保温lh，澄清、均化玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体。(3)成型将高温玻璃熔体浇注到在600°C预热的钢制模具中成型，得到成型的玻璃板，(4)晶化将成型的玻璃板送入晶化退火窑炉中，740°C保温核化4. 0h，835°C晶化2. 0h，然后在 600°C退火4. Oh，随炉冷却，(5)精加工微晶玻璃板出炉之后，对其进行切割、倒棱、粗磨、细抛，得到成品微晶玉石玻璃板。
4.根据权利要求1所述的一种利用磷渣制备微晶玉石板的方法，其特征在于，包括以 下步骤(1)配料将添加剂和助熔澄清剂的各种辅料粉碎，然后过40目筛，按照成分配比称量占总重量 27wt%的添加剂，占总重量5衬％的助熔澄清剂，其中澄清剂为NH4N03、Na2SO4和CeO2份组 成的混合物，它们之间的重量比是2 1 1，添加剂为Na2C03、Zn0、Mg0、Si02、CaFdPAl203 组成的混合物，它们之间的重量比是20 3 5 6 2 1，将添加剂与澄清剂混合，形 成均勻的辅料配合料，(2)熔化将辅料配合料投入到占总重量68wt %的熔融态磷渣中，在1530°C熔化4h，制成玻璃熔 液，然后在1460°C保温lh，澄清、均化玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体，(3)成型将高温玻璃熔体浇注到在600°C预热的钢制模具中成型，得到成型的基础玻璃板，(4)晶化将成型的基础玻璃板送入晶化退火窑炉中，在735°C保温核化4. 0h，830°C晶化2. Oh, 然后于600°C退火4. Oh,随窑炉冷却，(5)精加工微晶玻璃板出炉之后，对其进行切割、倒棱、粗磨、细抛，得到成品微晶玉石玻璃板。
全文摘要
一种利用磷渣制备微晶玉石板的方法首先配料，将添加剂与澄清剂混合，形成均匀的辅料配合料；再熔化，将辅料配合料投入到熔融态磷渣中，熔化制成玻璃熔液，然后保温，均化、澄清玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体；再成型，将高温玻璃熔体成型，得到成型的基础玻璃板；然后晶化，将成型的玻璃板送入晶化退火窑炉中进行晶化，退火；最后精加工，微晶玉石板出炉之后，将其加工成品微晶玉石板。本发明制备的微晶玉石板耐磨损、抗腐蚀、耐高温，无辐射，而且磷渣的利用率高，具有较高的社会效益和经济效益。
文档编号C03C6/10GK101948248SQ201010218649
公开日2011年1月19日 申请日期2010年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者张复实, 曹建尉, 梁开明 申请人:清华大学