阅读说明：本技术 利用电厂炉渣制备的微晶玻璃及其制备方法 (Microcrystalline glass prepared from power plant slag and preparation method thereof ) 是由 陈乖乖 吴棒 周源东 张子默 陈康凯 胡航 于 2020-05-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供了利用电厂炉渣制备的微晶玻璃及其制备方法,不仅能够有效提高电厂炉渣,还可大幅度微晶玻璃的抗折强度。利用电厂炉渣制备微晶玻璃的方法包括：步骤1.在向燃煤立式旋风炉内添加煤粉的同时,掺加少量的白云石粉；步骤2.燃烧完成后,将排出的液态渣在1500℃下保温1h,并进行搅拌处理去除熔体中气泡,同时在搅拌过程中加入纯碱、硼酸、金红石作为配料,经过搅拌后的液态炉渣使用高压水枪进行水淬,所得水淬渣在进行烘干,得到非晶态的基础玻璃；步骤3.将基础玻璃磨细,然后装入模具中压制成型；步骤4.将成型后的基础玻璃进行核化和晶化,得到微晶玻璃产品。(The invention provides the microcrystalline glass prepared from the power plant slag and the preparation method thereof, which not only can effectively improve the power plant slag, but also can greatly improve the breaking strength of the microcrystalline glass. The method for preparing the microcrystalline glass by utilizing the power plant slag comprises the following steps: step 1, adding a small amount of dolomite powder into a coal-fired vertical cyclone furnace while adding coal powder into the coal-fired vertical cyclone furnace; step 2, after the combustion is finished, preserving the heat of the discharged liquid slag for 1 hour at 1500 ℃, stirring to remove bubbles in the melt, adding soda ash, boric acid and rutile as ingredients in the stirring process, performing water quenching on the stirred liquid slag by using a high-pressure water gun, and drying the obtained water-quenched slag to obtain amorphous base glass; step 3, grinding the base glass, and then putting the ground glass into a mould for compression molding; and 4, nucleating and crystallizing the molded base glass to obtain a microcrystalline glass product.)

利用电厂炉渣制备的微晶玻璃及其制备方法

技术领域

本发明属于资源综合利用领域，具体涉及一种利用电厂炉渣制备的微晶玻璃及其制备方法。

技术背景

微晶玻璃是将特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料。因其介于玻璃和陶瓷之间，因而具有很多优异的性能，并且已在建筑、运输、航空、生物、电子、国防等领域中得到广泛的应用。由于CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃具有抗弯、抗压和抗冲击性能优良、化学稳定性好、耐磨性强的特点，已被广泛用作高档建筑装饰材料替代天然花岗岩和高档墙地砖；同时，作为耐磨、耐腐蚀材料应用于冶金、化工、机械、建材、能源等领域。

电厂炉渣是燃煤火力发电厂排放的废煤渣，目前该类废渣在我国分布很广利用量远没有排出量大，弃置堆积时还可放出含硫气体污染大气及危害环境，其对土地占用和环境污染的问题日益严重。鉴于我国冶金和建筑行业绿色低碳发展的要求，将电厂炉渣作为二次资源进行综合利用是提高资源综合利用率、实现可持续发展的有效途径。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种利用电厂炉渣制备的微晶玻璃及其制备方法，不仅能够有效提高电厂炉渣，还可大幅度微晶玻璃的抗折强度。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

<制备方法>

本发明提供一种利用电厂炉渣制备微晶玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.在向燃煤立式旋风炉内添加煤粉的同时，掺加少量的白云石粉；步骤2.燃烧完成后，将排出的液态渣在1500℃下保温1h，并进行搅拌处理去除熔体中气泡，同时在搅拌过程中加入纯碱、硼酸、金红石作为配料，经过搅拌后的液态炉渣使用高压水枪进行水淬，所得水淬渣在进行烘干，得到非晶态的基础玻璃；步骤3.将基础玻璃磨细，然后装入模具中压制成型；步骤4.将成型后的基础玻璃进行核化和晶化，得到微晶玻璃产品。

进一步地，本发明提供的利用电厂炉渣制备微晶玻璃的方法还可以具有以下特征：煤粉、白云石粉燃烧完成并且添加配料后，混合物组分的质量分数比例为：SiO₂为45～55％；MgO＝10～15％；Fe₂O₃＝2～4％；CaO＝7～10％；Al₂O₃＝20～25％；Na₂O＝4～6％；B₂O₃＝0.5～1.5％，TiO₂＝2～3％。

进一步地，本发明提供的利用电厂炉渣制备微晶玻璃的方法还可以具有以下特征：在步骤2中，烘干温度为100℃。

进一步地，本发明提供的利用电厂炉渣制备微晶玻璃的方法还可以具有以下特征：在步骤3中，是将基础玻璃研磨至-200目的细度，并在50～100MPa的压力下压制成型。

进一步地，本发明提供的利用电厂炉渣制备微晶玻璃的方法还可以具有以下特征：在步骤4中，微晶玻璃的核化温度700～800℃，保温时间1h，晶化温度900～1000℃，晶化时间1.5h，得到微晶玻璃产品。

<微晶玻璃>

本发明还提供了一种利用电厂炉渣制备的微晶玻璃，其特征在于：采用上述<制备方法>中描述的方法制得。

发明的作用与效果

本发明中，利用电厂炉渣，通过添加白云石、纯碱、硼酸、金红石，制备出晶化程度高、抗折强度高、耐腐蚀性良好的优质微晶玻璃；并且，本发明在生产过程中可将电厂炉渣全部利用，充分解决其作为固体废弃物对环境造成的污染，制备出的优质微晶玻璃市场价格较高，切实实现了固废利用并有效提升了其经济效益。

具体实施方式

以下对本发明涉及的利用电厂炉渣制备的微晶玻璃及其制备方法的具体实施方案进行详细地说明。

在以下实施例中，电厂炉渣和白云石的成分均如下表1和2所示：

表1镍铁渣成分

表2白云石成分

各实例基础玻璃粉末成分如下表3所示：

表3各实例原料成分/％

原料成分	SiO<sub>2</sub>	CaO	Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	MgO	Na<sub>2</sub>O	B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	TiO<sub>2</sub>
									实施例一	45.57	8.35	19.31	5.57	12.82	5.13	1.12	2.13
实施例二	49.31	7.86	18.24	4.68	11.79	4.52	1.13	2.47
									实施例三	53.99	7.08	17.57	2.98	10.63	4.14	0.93	2.68

<实施例一>

以电厂炉渣为主要原料制备CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂系微晶玻璃。

制备方法

S1、在向燃煤立式旋风炉内添加煤粉的同时，掺加少量的白云石粉，燃烧温度为1000～1200℃。

S2、煤粉燃烧后排出的液态渣在1500℃下保温1h，并进行搅拌处理以去除溶体中气泡，同时在搅拌过程中加入纯碱、硼酸、金红石作为配料，经过搅拌后的液态炉渣使用高压水枪进行水淬，所得水淬渣在烘箱中烘干，得到非晶态的基础玻璃。

S3、将基础玻璃研磨至-200目的细度，检测元素质量分数比，基础玻璃中主要元素的质量分数比例如表3中所示。根据产品形状要求将磨碎后的基础玻璃装入指定模具中，并在80MPa的压力下压制成型。

S4、将成型后的基础玻璃进行核化和晶化，核化温度800℃，保温时间1h，晶化温度1000℃，晶化时间1.5h，得到微晶玻璃产品。

产品性能

按照上述方法所制得微晶玻璃产品的密度为2.84g/cm³，吸水率0.27％，抗弯强度89.76MPa。

<实施例二>

制备方法

S1、在向燃煤立式旋风炉内添加煤粉的同时，掺加少量的白云石粉，燃烧温度为1000～1200℃。

S2、煤粉燃烧后排出的液态渣在1500℃下保温1h，并进行搅拌处理以去除溶体中气泡，同时在搅拌过程中加入纯碱、硼酸、金红石等其他配料，经过搅拌后的液态炉渣使用高压水枪进行水淬，所得水淬渣在烘箱中烘干，得到非晶态的基础玻璃。

S3、将基础玻璃研磨至-200目的细度，检测元素质量分数比，基础玻璃中主要元素的质量分数比例如表3中所示。根据产品形状要求将磨碎后的基础玻璃装入指定模具中，并在80MPa的压力下压制成型。

S4、将成型后的基础玻璃进行核化和晶化，核化温度800℃，保温时间1h，晶化温度1000℃，晶化时间1.5h，得到微晶玻璃产品。

产品性能

按照上述方法所制得微晶玻璃产品的密度为2.79g/cm³，吸水率0.71％，抗弯强度82.43MPa。

<实施例三>

S1、在向燃煤立式旋风炉内添加煤粉的同时，掺加少量的白云石粉，燃烧温度为1000～1200℃。

S2、煤粉燃烧后排出的液态渣在1500℃下保温1h，并进行搅拌处理以去除溶体中气泡，同时在搅拌过程中加入纯碱、硼酸、金红石等其他配料，经过搅拌后的液态炉渣使用高压水枪进行水淬，所得水淬渣在烘箱中烘干，得到非晶态的基础玻璃。

S3、将基础玻璃研磨至-200目的细度，检测元素质量分数比，基础玻璃中主要元素的质量分数比例如表3中所示。根据产品形状要求将磨碎后的基础玻璃装入指定模具中，并在80MPa的压力下压制成型。

S4、将成型后的基础玻璃进行核化和晶化，核化温度800℃，保温时间1h，晶化温度1000℃，晶化时间1.5h，得到微晶玻璃产品。

产品性能

得到的微晶玻璃产品的密度为2.73g/cm³，吸水率0.86％，抗弯强度76.35MPa。

以上仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明所涉及的利用电厂炉渣制备的微晶玻璃及其制备方法并不仅仅限定于在以上中所描述的内容，而是以权利要求所限定的范围为准。本发明所属领域技术人员在该的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。