一种固废综合利用制微晶玻璃的方法与流程

本发明涉及固废综合利用的方法，属于材料领域。

背景技术：

冶炼1吨精铜将产生2～3吨铜渣；乙炔生产中，每消耗1吨电石约产生1.2吨电石渣；每生产1吨Al₂O₃，可产生1.0～1.8吨赤泥。随着工业的发展，固废堆积越来越多，严重污染环境，目前固废处理已成为全世界需要解决的一项重要工作。本研究主要对铜渣和赤泥进行提铁后将二次尾渣和电石渣按一定比例掺和，制备高附加值的微晶玻璃板，实现多种固废回收利用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服前述技术存在的缺陷，为此本发明提出一种固废综合利用制微晶玻璃的方法，将铜尾渣、赤泥尾渣和电石渣等工业废渣按一定比例配合制备硅灰石微晶玻璃，用于建材装饰材料，该产品具有较低膨胀系数和耐酸碱性。既综合利用各种尾渣废弃物又能创造可观的经济效益。目前以多种固废为原料综合利用生产微晶玻璃的报道鲜为人知。

本发明公开了一种利用铜尾渣、赤泥尾渣以及电石渣为主要原料合成微晶玻璃的技术方法，铜尾渣的主要化学成分为SiO₂，Al₂O₃、CaO、另有少量的MgO、FeO；赤泥尾渣主要成分是SiO₂、Al₂O₃、CaO，含有少量Na₂O和TiO₂；电石渣的主要成分是Ca(OH)₂，是制备CaO-Al₂O₃-SiO₂系硅灰石微晶玻璃的主要原料。其中所含有的少量TiO₂和FeO可作为主要晶核剂，Na₂O可作为助熔剂降低熔化温度。多种固废尾渣中的SiO₂、Al₂O₃、CaO含量满足硅灰石微晶玻璃体系(SiO₂：45～65重量份，CaO:22～50重量份，Al₂O₃：0～19重量份)要求，通过调整尾渣配料比例来调整原料的化学成分，以适应微晶玻璃的配方要求。

本发明中的一种固废综合利用制微晶玻璃的方法，包括以下步骤：

(1)将铜尾渣、赤泥渣及电石渣按一定配比混匀磨细组成混合料；

(2)将混合料投入燃气熔分炉中，升温使其熔化并在惰性气氛下恒温至所述混合料完全熔化并澄清，将熔融态混合料水萃得到基础玻璃；

(3)将基础玻璃装料成型进行核化晶化处理，得到微晶玻璃。

其中，步骤(1)的所述混合料中各组分以重量份计为：45～60重量份SiO₂、25～50重量份CaO、5～16重量份Al₂O₃；晶核剂主要为赤泥渣中的TiO₂，助熔剂为赤泥渣中的Na₂O，晶核剂和助熔剂之间的重量比为35～60：40～65，铜渣中的铜为着色剂。为此，步骤(1)中各种渣重量份配比范围为赤泥渣0～50重量份，铜渣45～79重量份、电石渣5～55重量份，上述各种渣重量份之和为100。

其中，步骤(2)中升温到1400～1450℃。

其中，步骤(2)中在惰性气氛下恒温时间为3～4h。

其中，步骤(3)中所述核化晶化处理过程具体为：在炉内以5℃/min的升温速率升600～700℃，保温2-3h，以10℃/min的速率至900～950℃，保温4～5h；自然冷却至室温。

本发明还公开了一种采用固废综合利用制微晶玻璃的方法生产的微晶玻璃，其中所述微晶玻璃硬度>500kg/mm²，耐酸碱性<0.05/1％酸碱。

本发明公开的固废综合利用制微晶玻璃的方法具有以下优点：

(1)本发明在熔分渣中直接投料生产微晶玻璃，重复利用了熔分渣的热量，生产工艺不仅成本低还可以带来可观的经济效益，同时解决了固废堆放的问题。

(2)本发明工业流程紧凑，降低了整个工序的能耗，生产出的微晶玻璃性能优良。

附图说明

图1为本发明固废综合利用制微晶玻璃的方法的主要工艺流程图。

具体实施方式

为充分公开的目的，以下将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

如附图1所示，选用转底炉还原后的铜尾渣、赤泥渣经磨选提铁处理后的尾渣作为主要原料，不足的CaO部分用电石渣代替，铜渣中SiO₂＝64.12％，CaO＝10.22％，Al₂O₃＝5.57％，FeO＝7.7％；赤泥渣中SiO₂＝30.97％，CaO＝20.30％，Al₂O₃＝27.41％，TiO₂＝4.93％，Na₂O＝5.85％；电石渣中CaO＝67.23％。上述原料条件下本实施例选取30重量份赤泥，54重量份铜渣，16重量份电石渣。

将细磨至200目以下的比例为90％以上的原料按比例混合均匀，放入高温炉中升温至1450℃，氮气气氛下恒温4h至物料完全熔化并澄清。将熔融态的物料水萃，得到的基础玻璃装料成型进行核化晶化处理，升温至700℃，保温3h，然后升温升至950℃，恒温4.5h；自然冷却至室温，得到的微晶玻璃硬度520kg/mm²，吸水率0％，耐酸性为0.04/1％H₂SO₄，耐碱性为0.03/1％NaOH。

实施例2

如附图1所示，选用转底炉还原后的铜尾渣、赤泥渣经磨选提铁处理后的尾渣作为主要原料，不足的CaO部分用电石渣代替，铜渣中SiO₂＝63.53％，CaO＝8.79％，Al₂O₃＝7.72％，FeO＝7.7％；赤泥渣中SiO₂＝34.95％，CaO＝15.32％，Al₂O₃＝32.41％，TiO₂＝4.96％，Na₂O＝4.85％；电石渣中CaO＝67.23％。上述原料条件下本实施例选取25重量份赤泥，64重量份铜渣，21重量份电石渣。

将细磨至200目以下的比例为90％以上的原料按比例混合均匀，放入高温炉中升温至1430℃，氮气气氛下恒温4h至物料完全熔化并澄清。将熔融态的物料水萃，得到的基础玻璃装料成型进行核化晶化处理，升温至700℃，保温3h，然后升温升至950℃，恒温4.5h；自然冷却至室温，得到的微晶玻璃硬度520kg/mm²，吸水率0％，耐酸性为0.04/1％H₂SO₄，耐碱性为0.03/1％NaOH。

实施例3

如附图1所示，选用转底炉还原后的铜尾渣、赤泥渣经磨选提铁处理后的尾渣作为主要原料，不足的CaO部分用电石渣代替，铜渣中SiO₂＝65.73％，CaO＝12.53％，Al₂O₃＝9.72％，FeO＝4.5％；赤泥渣中SiO₂＝34.95％，CaO＝16.32％，Al₂O₃＝31.41％，TiO₂＝4.0％，Na₂O＝4.72％；电石渣中CaO＝68.23％。上述原料条件下本实施例选取50重量份赤泥，40重量份铜渣，10重量份电石渣。

将细磨至200目以下的比例为90％以上的原料按比例混合均匀，放入高温炉中升温至1450℃，氮气气氛下恒温3h至物料完全熔化并澄清。将熔融态的物料水萃，得到的基础玻璃装料成型进行核化晶化处理，升温至650℃，保温2h，然后升温升至950℃，恒温3.5h；自然冷却至室温，得到的微晶玻璃硬度530kg/mm²，吸水率0％，耐酸性为0.04/1％H₂SO₄，耐碱性为0.03/1％NaOH。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。