一种高炉渣制备矿渣玻璃的方法与流程

本发明涉及矿渣玻璃，更具体地说，是涉及一种高炉渣制备矿渣玻璃的方法。

背景技术：

1、目前，钢铁企业高炉冶炼的副产品高炉水渣主要以较低廉的价格外售给水泥企业来生产附加值较低的矿渣水泥，若利用不及时，则闲置占地，风化失去活性对环境造成污染破坏生态平衡。利用高炉渣制备高附加值的玻璃是高效利用高炉渣的新途径，可提高钢铁废渣的利用率和附加值，增加企业经济效益，减轻环境污染。现有的玻璃原片厂制作平板玻璃，使用石英砂(或硅石)、石灰石、长石、纯碱、芒硝、煤粉、碎玻璃等原料进入熔窑熔化，浮法或压延法形成平板玻璃。

2、高炉渣是高炉冶炼副产品，同时含有cao、sio2、al2o3、mgo、mno、fe、s、fe2o3、tio2等成分，与玻璃的组成物极为类似，仅在含量比例上有差异，见表1与表2。通过配比调整可以将高炉渣制备成矿渣玻璃，可应用于建筑装饰、饰品、工艺品，玩具等。

3、表1吉林建龙高炉渣成分

4、 <![cdata[sio₂％]]> cao％ mgo％ <![cdata[al₂o₃％]]> feo％ s％ mno％ <![cdata[tio₂％]]> 高炉渣 34～35 40～42 8～9 12.5～13.5 0.4～0.6 1～1.5 0.3～0.5 0.8～0.9

5、表2普通玻璃的化学成分

6、 <![cdata[sio₂％]]> cao％ mgo％ <![cdata[al₂o₃％]]> feo％ s％ mno％ <![cdata[na₂o％]]> 普通玻璃 72～73 7～8 2～3 2～5 ＜0.2 ＜0.2 ＜0.5 14～16

7、但是，高炉渣中含有的杂质元素对玻璃的颜色有较大影响，如：fe在s的作用下，会使玻璃变成棕色甚至黑色，或形成絮状物，严重影响玻璃透光性和外观；普通平板玻璃中要求fe含量小于0.3％，而高炉渣中含有0.5％左右的铁，水渣中的fe可使用磁吸法去除，但干渣块或高温熔融渣无法去除。并且，高炉渣中缺少形成玻璃体必须的碱性氧化物。

8、申请号为201711456593.2的中国专利公开了一种利用熔融高炉渣制备微晶玻璃的方法，涉及到高炉渣制备微晶玻璃，但其方法复杂，配料种类多，加热温度高，且其形成的产品为微晶玻璃，不透明，需进行核化或晶化后才能使用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高炉渣制备矿渣玻璃的方法，本发明提供的方法以高炉渣为主要添加物，利用玻璃的物理消色和化学消色原理，加入的澄清剂种类较少，比例较低，投入成本低，玻璃成形效果成色效果好；维氏硬度可达631hv0.5，透光良好无气泡，颜色为无色至浅黄绿色，通过加入染色剂可实现色玻生产；熔制温度在1400～1450℃，工艺简单，大规模生产易实现。

2、本发明提供了一种高炉渣制备矿渣玻璃的方法，包括以下步骤：

3、a)按以下重量份称取原料：

4、配合料45～55份；

5、碎玻璃粉5份；

6、所述配合料包括以下质量百分比的组分：

7、高炉渣40％～50％，石英砂21％～30％，萤石0～2％，硼砂3％～5％，碳酸钠8％，硫酸钠4％～5％，三氧化二铬0～0.2％，氧化铁粉0～4％，硝酸钾4％～5％，三氧化二锑3％～4％，氧化亚铜0～0.2％，氧化钕0～4％，氧化亚钴0～0.1％；

8、b)将高温电阻炉预热后，放入坩埚随炉加热升温至1400℃～1450℃保温5min～15min；将坩埚取出，放入保温设施中，依次倒入除高炉渣以外的配合料、碎玻璃粉和熔融后的液态高炉渣；再将坩埚送入上述高温电阻炉中，按1400℃～1450℃继续保温1h～1.5h，得到澄清、均化的玻璃液；

9、c)将上述玻璃液浇注在石墨模具中冷却，表面凝固后，进行成形，得到玻璃熔体；退火后，得到矿渣玻璃。

10、优选的，步骤a)中所述碎玻璃粉的粒度≤5mm。

11、优选的，步骤a)中所述高炉渣包括高炉水渣、高炉干渣和高炉熔渣中的一种或多种。

12、优选的，步骤b)中所述预热的温度为550℃～650℃。

13、优选的，步骤b)中所述随炉加热升温的升温速率为10℃/min～20℃/min。

14、优选的，步骤b)中所述按1400℃～1450℃继续保温1h～1.5h的过程中，隔0.5h用长臂坩埚钳夹取坩埚晃动10s～15s，保证物料均匀反应。

15、优选的，步骤c)中所述石墨模具在浇注前，用箱式电阻炉180℃～220℃预热20min～40min。

16、优选的，步骤c)中所述成形的过程具体为：

17、使用吹风机吹5s～10s，均匀冷却，防止玻璃炸裂。

18、优选的，步骤c)中所述退火的过程具体为：

19、将玻璃熔体放入600℃～700℃℃箱式电阻炉中退火20min～40min。

20、本发明提供了一种高炉渣制备矿渣玻璃的方法，包括以下步骤：a)按以下重量份称取原料：配合料45～55份；碎玻璃粉5份；所述配合料包括以下质量百分比的组分：高炉渣40％～50％，石英砂21％～30％，萤石0～2％，硼砂3％～5％，碳酸钠8％，硫酸钠4％～5％，三氧化二铬0～0.2％，氧化铁粉0～4％，硝酸钾4％～5％，三氧化二锑3％～4％，氧化亚铜0～0.2％，氧化钕0～4％，氧化亚钴0～0.1％；b)将高温电阻炉预热后，放入坩埚随炉加热升温至1400℃～1450℃保温5min～15min；将坩埚取出，放入保温设施中，依次倒入除高炉渣以外的配合料、碎玻璃粉和熔融后的液态高炉渣；再将坩埚送入上述高温电阻炉中，按1400℃～1450℃继续保温1h～1.5h，得到澄清、均化的玻璃液；c)将上述玻璃液浇注在石墨模具中冷却，表面凝固后，进行成形，得到玻璃熔体；退火后，得到矿渣玻璃。与现有技术相比，本发明提供的制备方法选用特定原料，尤其是引入高炉渣，配合特定制备工艺、条件及参数，实现整体较好的相互作用，制备得到了透明及浅色矿渣玻璃；产品成形效果成色效果好，维氏硬度高，透光良好无气泡，颜色为无色至浅黄绿色，并且通过加入染色剂可实现色玻生产。

21、同时，本发明提供的制备方法原料成本低，工艺简单、条件易控，熔制温度低，具有广阔的应用前景。