專利名稱：脫硫粉煤灰微晶玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微晶玻璃領(lǐng)域，涉及主晶相為硅灰石、和部分鈣長(zhǎng)石、透輝石的工業(yè)廢渣微晶玻璃。特別涉及火力發(fā)電廠采用半干法脫硫產(chǎn)生的富含CaCO3和CaSO3的飛灰—— 脫硫粉煤灰作為主要原料生產(chǎn)微晶玻璃的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
廢渣微晶玻璃是以各種冶金廢渣、工礦的尾砂和熱電廠的粉煤灰等為主要原料制備的微晶玻璃。微晶玻璃，又稱玻璃陶瓷，是綜合玻璃和陶瓷技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種新型材料，是微晶體和玻璃相均勻分布的材料，其理化性能集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重優(yōu)點(diǎn)，如機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐熱、耐磨、抗氧化性能好、電性能優(yōu)良、膨脹系數(shù)可調(diào)、熱穩(wěn)定性好等，且優(yōu)于天然石材和陶瓷，可用于建筑幕墻及室內(nèi)高檔裝飾，還可做機(jī)械上的結(jié)構(gòu)材料，電子、電工上的絕緣材料，大規(guī)模集成電路的底板材料，微波爐耐熱系列器皿，化工與防腐材料和礦山耐磨材料等等，是具有發(fā)展前途的21世紀(jì)的新型材料。因而廣泛用于電子、 化工、軍事、航天、核工業(yè)和建筑等領(lǐng)域。因微晶玻璃可用礦石、工業(yè)尾礦、冶金礦渣、粉煤灰、煤矸石等作為主要生產(chǎn)原料，且生產(chǎn)過(guò)過(guò)程中無(wú)污染，產(chǎn)品本身無(wú)放射性污染，故又被稱為環(huán)保產(chǎn)品或綠色材料。到目前為止，在利用礦渣制造微晶玻璃在國(guó)內(nèi)已有大量研究。如重慶市硅酸鹽研究所用含鈦的爐渣制微晶制品(申請(qǐng)?zhí)枮?9105864. 8的中國(guó)專利)，重慶建筑工程學(xué)院利用廢鉻渣制造出微晶玻璃建筑飾面板(ZL 90106159. X)，武漢理工大學(xué)利用黃磷爐渣、鉭鈮尾礦制造除了微晶玻璃制品(申請(qǐng)?zhí)枮?00610019268. 5的中國(guó)專利)。國(guó)內(nèi)外對(duì)普通粉煤灰的綜合利用進(jìn)行了大量的研發(fā)工作，以廣泛用作水泥添加劑，砌塊，筑路和微晶玻璃制造等領(lǐng)域。然而脫硫粉煤灰含有大量CaC03和CaS03等阻礙水泥固化物質(zhì)，使其無(wú)法用于水泥等工業(yè)。目前對(duì)脫硫粉煤灰為主要原料制備微晶玻璃的研究、投產(chǎn)未見(jiàn)報(bào)道。隨著環(huán)境治理方面的加強(qiáng)電廠等企業(yè)將排放大量的脫硫灰，露天堆放，既占用了土地，還容易造成粉塵污染、污染水源和危害環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用工業(yè)廢棄物脫硫粉煤灰為主要原料制備微晶玻璃及其制備方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是用脫硫粉煤灰和其它粉料為原料，其質(zhì)量百分配比為脫硫粉煤灰30 65硅石粉25 50石灰石0 36白云石0 30純堿5 18
螢石1 5還原劑1 5食鹽1 3其中所用的還原劑為碳粉或煤粉，加入還原劑的目的是為了將S3+還原成S2_，避免高溫時(shí)逸出造成二次污染。脫硫粉煤灰為電廠采用半干法脫硫產(chǎn)生的富含CaCO3和 CaSO3W飛灰，該灰與傳統(tǒng)粉煤灰有很大差異，脫硫粉煤灰的主要組成的質(zhì)量百分比組成如表1。表1、脫硫粉煤灰的化學(xué)組成的質(zhì)量百分比
權(quán)利要求
1.脫硫粉煤灰微晶玻璃，其特征在于主要成分為Si02、Al203、Ca0、Mg0、N￡i20和Fii2O3，各成分質(zhì)量百分比如下SiO250. 0 ‘ 60.Al2O33. 0 10. 0CaO20. 0 30.MgO1. 0 --9. 0Na2O5. 0 ^ 10. 0Fe9Oo1. 0 2. 5主晶相為鈣黃長(zhǎng)石、硅灰石、透輝石固溶體類晶體；所制備的微晶玻璃具有良好的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，其平均抗折強(qiáng)度高于 68. 4MPa，平均顯微硬度大于820Kgf/mm2 ；用表面失重法測(cè)得的水解等級(jí)為I級(jí)，其失重率 < 0. 3mg/100cm2。
2.權(quán)利要求1所述的脫硫粉煤灰微晶玻璃的制備方法，其特征在于原料品種及質(zhì)量百分配比為脫硫粉煤灰30 ‘ 65硅石粉25 , 50石灰石0 30白云石0 30純堿5 ^ 18螢石1 5還原劑1 5食鹽1 一 3其制備工藝步驟為1)配料根據(jù)脫硫粉煤灰及其它原料化學(xué)組成分析和確定的玻璃組成，按質(zhì)量百分比配料；2)混合將脫硫粉煤灰和其它粉料配合料采用機(jī)械混合機(jī)混合均勻；3)熔制加料溫度1200°C，熔制溫度1420 1450°C，保溫4小時(shí)。將均勻無(wú)氣泡的熔體倒于鋼板上成型，迅速轉(zhuǎn)移到退火爐中550°C退火，然后隨爐溫自然冷卻；4)差熱分析根據(jù)差熱曲線確定不同樣品的核化、晶化溫度；5)核化晶化在720 780°C下核化，保溫2小時(shí)，在920 980°C下晶化，保溫2小時(shí)，然后隨爐溫自然冷卻成半成品；6)冷加工經(jīng)過(guò)打磨拋光后成為成品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脫硫粉煤灰微晶玻璃的制備方法，其特征在于所用脫硫粉煤灰的主要組成的質(zhì)量百分比為SiO228. 0 ‘ 33.Fe2O32. 8 3. 2Al2O310. 0 --15.CaO22. 0 35MgO2. 0 --5. 0SO21. 0 3. 5燒失8. 0 12. 0。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的脫硫粉煤灰微晶玻璃的制備方法，其特征在于所用的還原劑為碳粉或煤粉。
全文摘要
本發(fā)明提供一種脫硫粉煤灰微晶玻璃及其制備方法，是用脫硫粉煤灰(30～65wt％)，經(jīng)配料、混合、熔制、成型、退火、核化晶化、冷加工而成。產(chǎn)品主要成分為SiO2(50～60％)，F(xiàn)e2O3(1～2.5％)，Al2O3(3～10％)，CaO(20～30％)，MgO(1～9％)，Na2O(5～10％)。發(fā)明充分利用了工業(yè)廢棄物，并且有效的降低了原料費(fèi)用，產(chǎn)品具有機(jī)械強(qiáng)度高、硬度大、耐腐蝕性能好、耐磨等優(yōu)良性能，并有很好的裝飾效果。產(chǎn)品可制成各類管材、板材，可廣泛應(yīng)用于建筑上的耐磨耐腐蝕材料或建筑裝飾材料。
文檔編號(hào)C03C10/06GK102167516SQ20111000343
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者劉維港, 唐乃嶺, 張臨安, 張睿, 王志強(qiáng), 王悅, 趙倩, 陳麗芝 申請(qǐng)人:大連工業(yè)大學(xué)