专利名称：泡沫微晶玻璃及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种泡沫微晶玻璃及其制备方法，特别是利用高炉热熔渣制备泡沫微 晶玻璃及其制备方法。
背景技术：
高炉渣是钢铁冶炼过程的主要副产品，每炼出1吨生铁大约产生250 350kg的 高炉渣，按照我国年生铁年产量46944万吨计算，产渣量达14000万吨。高炉渣出渣温度达 1500°C以上，每吨渣含有相当于60kg标准煤的热量。因此，做好高炉渣的余热回收和综合 利用，是钢铁行业节能降耗的有效途径。高炉渣主要用作建筑材料开发，如用于水泥生产，制作水泥的掺合料；加工成矿渣 碎石，代替天然砂石，作为混凝土、钢筋混凝土以及500号以下预应力钢筋混凝土骨料以及 用于筑路、筑坝等；或以高炉矿渣为主要原料加工高炉矿渣微粉，用作高强度、高性能混凝 土的矿物掺加料。但是利用高炉渣生产的高附加值产品太少了，尤其是直接利用高炉热熔 渣制备泡沫微晶玻璃，尚未见资料报道。
发明内容
本发明提供了一种以高炉热熔渣为主要原料制备泡沫微晶玻璃的方法。本发明提 供的方法具有工艺过程简单、能耗低、成本低廉、可广泛适用于工业化生产的优点；且制得 的泡沫微晶玻璃具有低热传导率、密度小、耐高温、耐腐蚀、抗压与抗折强度高及对烟气高 低温变化适应性强的性能。可广泛用作火电厂湿法脱硫排烟用多筒型和套筒型结构的内衬 材料；热工设备保温、绝热材料等。技术解决方案泡沫微晶玻璃，包括下列原料的重量比组分，高炉热熔渣粉煤灰硼砂纯 碱稀选尾矿石英砂=100 10 30 2 6 0.4 2 2 3 0 5。泡沫微晶玻璃的制备方法，制备方法如下(1)按高炉热熔渣粉煤灰硼砂纯碱稀选尾矿石英砂=100 10 30 2 6 0.4 2 2 3 0 5的重量比分别计量；然后将称量好的粉煤灰、硼 砂、纯碱、稀选尾矿、石英砂加入混料机中混合均勻；(2)将步骤(1)制备的混合料装入模具置于烧结炉中，在600-800°C烧结，得到多 孔块体材料；(3)将步骤( 制备的多孔块体材料置于渣包(排渣容器)中，然后加入高炉热熔 渣进行熔融；(4)将步骤( 制备的熔融料送达水淬处理现场，将液态熔融料倒入水淬池，通过 水淬得到不同粒度的微晶玻璃水淬料，将得到的水淬玻璃颗粒干燥，保存备用；(5)将干燥的玻璃颗粒在球磨机上研磨，粒度200目，称取100重量份玻璃粉料与 10 60重量份的发泡剂，混合，然后压制或铺料成型；
(6)成型后的玻璃料经核化、晶化、烧结制备出泡沫微晶玻璃。所述的稀选尾矿和粉煤灰的粒度均为200目。所述的模具是以耐火材料板为衬底，在其上用耐火砖搭制成方格状。高炉热熔渣出炉温度1500 1540°C，到达水淬处理现场时温度1300 13500C，熔融料送达水淬处理现场需耗时50-70min。基础玻璃化学成分范围为Si023 5 50%，Al2O3IO 15%，CaO 0 35%，MgO 3 7%，Ii2O 3 7%。所述的发泡剂为氯化钠、硫酸钠、尿素、碳酸氢铵、淀粉、碳酸钙、锯末或炭粉，发 泡剂粒度为200-325目。所述的核化晶化温度和时间分别为710°C -730°C, 1-2小时和830°C -850°C，1-3 小时；所述的烧结温度和时间分别为960°C -IOOO0C, 10-60mino高炉热熔渣经水淬后所形成的水淬渣，其化学成份主要包括CaO、MgO、A1203、SiO2 构成的无机矿物。包钢高炉热熔渣化学成分主要包括CaO-MgO-Al2O3-SiO2与钙黄长石系统微晶玻璃 成分，只需补充一定量的SiO2和部分添加料及工艺性能调整剂，即可制备出品质良好的微 晶玻璃原料，利用该原料制备泡沫微晶玻璃，高炉渣资源利用率可达70%左右。一方面可明 显降低微晶玻璃的原料成本，另一方面大量利用了固体废弃物，符合循环经济的国家产业 政策，利于降低包钢的环保压力和投入。再者，包钢热熔渣排出温度高达1500°C以上，在高炉出渣环节通过热配料，使其熔 融后的组成接近微晶玻璃的组成，同时可充分利用热熔渣中储存的大量余热。由于节省了 大量的能源和原材料费用，使微晶玻璃生产成本降低20-40%。高炉热熔渣中蕴含的余热是 巨大的宝贵资源，利用高炉热熔渣生产泡沫微晶玻璃，经济效益和环境效益十分明显。本发明的有益效果(1)利用高炉热熔渣为主要原料配入部分添加料制备微晶玻璃原料，不仅合理利 用了高炉热熔渣资源，而且可以有效地提高产品品质和性能。(2)利用包钢高炉热熔渣制备泡沫微晶玻璃有效利用了高炉热熔渣中储存的大量 热能，符合国家节能减排产业政策，使泡沫微晶玻璃生产成本显著降低。(3)本发明的制备工艺简单，生产成本低，不同批次产品的重现性好，适合大规模 工业化生产。(4)制得的泡沫微晶玻璃具有低热传导率、密度小、耐高温、耐腐蚀、抗压与抗折强 度高及对烟气高低温变化适应性强的性能。可广泛用作火电厂湿法脱硫排烟用多筒型和套 筒型结构的内衬材料；热工设备保温、绝热材料等。
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式实施例1所用高炉热熔渣取自包钢炼铁厂，化学成分见表1。粉煤灰取自内蒙古华电包头
4发电有限公司河西电厂，稀选尾矿取自包钢稀土厂，化学成分见表2和表3，粒度为200目。 基础玻璃的化学组成)为
SiO2 Al2O3 CaO MgO R2O 其它·
权利要求
1.泡沫微晶玻璃，其特征是包括下列原料的重量比组分，高炉热熔渣粉煤灰硼 砂纯碱稀选尾矿石英砂=100 10 30 2 6 0. 4 2 2 3 0 5。
2.泡沫微晶玻璃的制备方法，其特征在于，制备方法如下(1)按高炉热熔渣粉煤灰硼砂纯碱稀选尾矿石英砂=100 10 30 2 6 0.4 2 2 3 0 5的重量比分别计量；然后将称量好的粉煤灰、硼砂、纯碱、稀 选尾矿、石英砂加入混料机中混合均勻；(2)将步骤(1)制备的混合料装入模具置于烧结炉中，在600-800°C烧结，得到多孔块 体材料；(3)将步骤( 制备的多孔块体材料置于渣包(排渣容器)中，然后加入高炉热熔渣进 行熔融；(4)将步骤( 制备的熔融料送达水淬处理现场，将液态熔融料倒入水淬池，通过水淬 得到不同粒度的微晶玻璃水淬料，将得到的水淬玻璃颗粒干燥，保存备用；(5)将干燥的玻璃颗粒在球磨机上研磨，粒度200目，称取100重量份玻璃粉料与 10 60重量份的发泡剂，混合，然后压制或铺料成型；(6)成型后的玻璃料经核化、晶化、烧结制备出泡沫微晶玻璃。
3.根据权利要求2所述的泡沫微晶玻璃的制备方法，其特征是所述的稀选尾矿和粉 煤灰的粒度均为200目。
4.根据权利要求2所述的泡沫微晶玻璃的制备方法，其特征是所述的模具是以耐火 材料板为衬底，在其上用耐火砖搭制成方格状。
5.根据权利要求2所述的泡沫微晶玻璃的制备方法，其特征是高炉热熔渣出炉温度 1500 1540°C，到达水淬处理现场时温度1300 1350°C，熔融料送达水淬处理现场需耗 时 50-70min。
6.根据权利要求2所述的泡沫微晶玻璃的制备方法，其特征是基础玻璃化学成分范 围为Si0235 50%，Al2O3IO 15%，CaO 0 35%，MgO 3 7%，3 7%。
7.根据权利要求2所述的泡沫微晶玻璃的制备方法，其特征是所述的发泡剂为氯化 钠、硫酸钠、尿素、碳酸氢铵、淀粉、碳酸钙、锯末或炭粉，发泡剂粒度为200-325目。
8.根据权利要求2所述的泡沫微晶玻璃的制备方法，其特征是所述的核化晶化温度 和时间分别为710°C -730°C, 1-2小时和830°C _850°C，1_3小时；所述的烧结温度和时间分 别为 9600C -IOOO0C, 10-60minο
全文摘要
本发明涉及一种利用高炉热熔渣制备泡沫微晶玻璃及其方法，属于无机材料领域。本发明以包钢高炉热熔渣为主要原料，将粉煤灰，硼砂，纯碱，稀选尾矿、石英砂等分别计量，混匀，烧制成多孔块体加入渣包中，利用高炉热熔渣进行熔融，熔融料经水淬得到不同粒度的玻璃水淬料；将玻璃水淬料干燥，球磨，加入发泡剂，混合，压制或铺料成型，然后经核化、晶化、烧结制备出泡沫微晶玻璃。本发明有效利用了高炉热熔渣中储存的大量热能，生产成本低。制得的泡沫微晶玻璃具有低热传导率、密度小、耐高温、耐腐蚀、抗压与抗折强度高及对烟气高低温变化适应性强的性能。可广泛用作火电厂湿法脱硫排烟用多筒型和套筒型结构的内衬材料；热工设备保温、绝热材料等。
文档编号C03C11/00GK102060444SQ20101053750
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月10日 优先权日2010年11月10日
发明者冯诗超, 张雪峰, 李保卫, 薛天白, 贾晓林, 高园园 申请人:内蒙古科技大学