一種危險固廢制備微晶玻璃的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以危險固廢（簡稱危固）為原料制備微晶玻璃的方法，利用危固中的重金屬為形核劑，經(jīng)過配料、熔融、壓延、形核、晶化和退火得到微晶玻璃。本發(fā)明的優(yōu)點是將垃圾焚燒灰、不銹鋼渣、不銹鋼酸洗污泥、電鍍污泥、鉻渣、鉛鋅冶煉渣、粉煤灰中的重金屬元素穩(wěn)定固化，避免了污染，同時獲得高附加值的微晶玻璃，實現(xiàn)了危固的無害化高值化利用，具有顯著的環(huán)保和經(jīng)濟效益，市場前景廣闊。
【專利說明】—種危險固廢制備微晶玻璃的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種以危固(危險固體廢棄物)為原料制備微晶玻璃的方法，屬于環(huán)保和資源再利用領(lǐng)域。利用危固中的重金屬作為形核劑，采用熔融法制備微晶玻璃。本發(fā)明的優(yōu)點是利用微晶玻璃實現(xiàn)重金屬元素穩(wěn)定固化，避免污染，同時獲得高附加值的微晶玻璃。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003]工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生了大量的固體廢物，其中有數(shù)量龐大、含重金屬的各種危固，嚴重威脅人們的身體健康和生態(tài)環(huán)境安全。量大面廣的危固主要有垃圾焚燒灰、不銹鋼渣、不銹鋼酸洗污泥、電鍍污泥、鉻渣、鉛鋅冶煉渣、粉煤灰等。
[0004]1.垃圾焚燒灰
隨著生活垃圾焚燒技術(shù)在中國推廣，針對生活垃圾焚燒灰的處置已成為制約行業(yè)發(fā)展的重要問題。焚燒處理一噸垃圾約產(chǎn)生20%底灰和4%布袋除塵灰。由于垃圾焚燒灰中含有較高濃度易浸出的Cd、Pb、Cu、Zn和Cr等多種重金屬物質(zhì)，被列入《國家危固名錄》，編號為 HW18。
[0005]2.不銹鋼渣
不銹鋼渣是不銹鋼冶煉的副產(chǎn)物。據(jù)中國金屬材料流通協(xié)會初步統(tǒng)計，2013年中國不銹鋼粗鋼產(chǎn)量為2050萬噸。按每生產(chǎn)3噸不銹鋼產(chǎn)生I噸不銹鋼渣計，不銹鋼渣產(chǎn)量超過580萬噸。不銹鋼渣中含有部分水溶性、致癌、致畸的六價鉻，給生態(tài)環(huán)境帶來巨大威脅。我國某公司不銹鋼渣中總鉻的浸出濃度為40 mg/L，其中Cr6+的浸出量為15mg/L，是GB5085.3-2007規(guī)定值的3倍，屬于危固。
[0006]3.不銹鋼酸洗污泥
在冷軋生產(chǎn)工藝中，采用圓03和HF混合，在40-60°C下對不銹鋼帶鋼表面進行酸洗和鈍化，產(chǎn)生大量含有Cr、Ni等有毒有害物質(zhì)的酸洗廢液，經(jīng)石灰中和沉淀得到含鉻酸洗污泥，Cr6+和Ni 2+的浸出濃度分別為35mg/L和50mg/L，分別為GB5085.3-2007規(guī)定值的7倍和10倍，屬于危固。
[0007]4.電鍍污泥
電鍍產(chǎn)生的電鍍污泥含有大量銅、鎳、鉻、鋅等重金屬，其多種重金屬離子濃度遠高于GB5085.3-2007規(guī)定值，屬于危固。
[0008]5.鉻洛
鉻渣是指金屬鉻和鉻鹽生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣。中國目前有20多個省市排放鉻渣。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)I噸重鉻酸鈉，平均產(chǎn)生鉻渣3-3.5噸。目前國內(nèi)鉻鹽生產(chǎn)企業(yè)每年大約排出20-30萬噸鉻渣。鉻渣中的有害成分主要是可溶性鉻酸鈉、鉻酸鈣等，屬于危固。
[0009]6.鉛鋅冶煉渣
2013年，我國鉛鋅總產(chǎn)量達到978萬噸，已連續(xù)多年位居世界第一。據(jù)估算，每生產(chǎn)I噸鉛排放0.71噸廢渣，生產(chǎn)I噸鋅排放0.96噸渣。我國鉛鋅冶煉渣堆存量過億噸，含有多種重金屬，屬于危固。
[0010]7.粉煤灰
粉煤灰是煤燃燒產(chǎn)生的細灰，主要由510231203、？60、？％03、0&0、1102等組成。我國燃煤電廠粉煤灰的年排放量達2.9億噸，已經(jīng)成為嚴重的環(huán)境問題。
[0011]危固處置和再利用已經(jīng)成為公眾關(guān)注的熱點，應(yīng)遵循減量化、資源化和無害化等基本原則。危固處置和再利用技術(shù)主要有固化/穩(wěn)定化、還原解毒及有價金屬回收、沉淀固化回收有價金屬、微生物法等。
[0012]1.固化/穩(wěn)定化技術(shù)
固化/穩(wěn)定化技術(shù)是危固最常用的處理技術(shù)。固化/穩(wěn)定化技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的是水泥固化法。但為了實現(xiàn)危固的解毒，或降低毒性，常加入不同種類的固化劑，這些固化劑往往起到穩(wěn)定重金屬的作用。現(xiàn)有的危固固化/穩(wěn)定化技術(shù)主要有水泥基固化/穩(wěn)定化技術(shù)、玻璃固化/穩(wěn)定化技術(shù)和制磚等。
[0013]水泥固化/穩(wěn)定化技術(shù)常用于固化危固，它的作用機理是水泥基質(zhì)與固廢反應(yīng)產(chǎn)生凝膠化，把固廢微粒包覆，實現(xiàn)重金屬離子固化，但在極端條件下水泥中的重金屬離子存在浸出風險。因此，2014年3月I日開始實施的《水泥窯協(xié)同處置危固污染控制標準》(GB30485-2013)、《水泥窯協(xié)同處置危固環(huán)境保護技術(shù)規(guī)范》(HJ 662-2013)已明確指出:水泥窯協(xié)同處置危固時，入爐料中重金屬的最大投加量限值為:總Cr ( 320 mg/kg，六價Cr(10 mg/kg,總 Ni ( 640 mg/kg,鈹 + 鉻 +10* 錫 +50* 銻 + 銅 + 錳 + 鋇 + 鎳 + 鋇(1150
mg/kgο
[0014]玻璃固化/穩(wěn)定化技術(shù)是以玻璃為固化劑，將其與危固以一定的配料比混合后，在高溫(1400-160(TC )下熔融，再經(jīng)退火得到穩(wěn)定的玻璃固化體。玻璃固化技術(shù)由于其重金屬固化效果好，廢渣處理量大，工藝過程簡單等優(yōu)點，但能耗高、裝備成本高，產(chǎn)品附加值低。
[0015]危固制磚技術(shù)工藝簡單、生產(chǎn)成本低、用渣量大，被廣泛用于危固處置。但是，由于磚價低廉，制磚過程中不可能采用球磨機粉碎和混勻，導致大顆粒固廢中的重金屬離子不易在燒制過程中被還原。另外，近兩年的研究表明，磚坯的微觀結(jié)構(gòu)較為疏松，且堿度相對較大，易于與酸或堿反應(yīng)，磚坯對重金屬離子的長期固化效果欠佳。由此，多數(shù)磚廠已經(jīng)停止利用重金屬固廢制磚。
[0016]2.沉淀固化回收有價金屬
沉淀固化回收有價金屬是將危固在酸性或堿性條件下溶解后，加入反應(yīng)物將有價金屬還原或沉淀回收。濕法工藝普遍存在的問題是二次污染嚴重，比較適宜于重金屬減量化，不能解決重金屬污染問題。
[0017]3.還原解毒及有價金屬回收技術(shù)
該技術(shù)是將危固與還原劑混合，進行60(rc -1oo(rc重金屬離子還原解毒后快冷或水淬，實現(xiàn)有價金屬回收，棄渣用于水泥混合料。該技術(shù)具有二次污染，能耗高。裕興化工廠采用還原解毒技術(shù)安全處置數(shù)萬噸鉻渣得到鉻鐵合金，棄渣用于水泥。
[0018]4.微生物法
微生物法是通過微生物的新陳代謝將固廢中的重金屬離子富集或還原，實現(xiàn)危固的解毒或金屬回收。中國發(fā)明專利(CN 104058565 A)公開一種利用氧化亞鐵硫桿菌處理酸洗污泥的方法，可吸附回收34.48% -79.31%的Cr和94.77% -94.89%的Ni。微生物法的優(yōu)點是能耗低，但存在處理周期長、選擇性吸附和殘留重金屬離子濃度較高等缺點。
[0019]上述危固處置和再利用方法存在殘余重金屬離子濃度較高、尾液排放量較大、難以達到國家標準要求等問題。因此，急需開發(fā)一種危固協(xié)同處置和高值化再利用新技術(shù)，實現(xiàn)固廢無害化、高值化和資源化利用。微晶玻璃可以協(xié)同處置多種固廢，得到結(jié)構(gòu)致密、強度高、硬度大、耐磨性好、耐酸堿性好的無機非金屬材料，可廣泛應(yīng)用于冶金、建筑、家裝、國防等領(lǐng)域。
[0020]目前微晶玻璃原料主要以原礦和礦渣為主。中國發(fā)明專利(CN102531394A)公開了一種利用鋰尾礦生產(chǎn)微晶板材制備方法，以鋰尾礦、鈣石粉、石英砂及著色劑等為原料制備低膨脹系數(shù)的微晶玻璃。中國發(fā)明專利(CN101857367A)公開了一種以鐵尾礦為原料制備黑色微晶玻璃的方法。中國發(fā)明專利(CN1868946A)公開了一種以鉭鈮尾礦、黃磷爐渣及廢玻璃等廢料綜合利用為原料制備微晶玻璃的方法。中國發(fā)明專利(CN103086602A)公開了一種以金尾礦為主要原料采用微波技術(shù)制備低膨脹系數(shù)微晶玻璃的方法。中國發(fā)明專利(CN101328021A)公開了一種以粉煤灰、稀有金屬選礦尾礦為原料，制備出〇&0-1%041203^02體系的多孔微晶玻璃。上述微晶玻璃相關(guān)專利均采用原礦和礦渣為原料，不涉及微晶玻璃重金屬固化效果，不具備安全處置危固的效果。
[0021]本發(fā)明公開了危固制備微晶玻璃，利用危固中的重金屬元素作為原始晶核，然后長大成含重金屬微米級的微晶，被均勻分布于玻璃體。本發(fā)明不僅可以將危固制備成耐酸堿腐蝕、耐磨、安全無毒的微晶玻璃，而且實現(xiàn)了重金屬固化，達到治理重金屬污染的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本發(fā)明公開了一種危險固廢制備微晶玻璃的方法，將危固中的Cr，Ni, Mn，Pb，Zn，Cu等重金屬作為晶核，CaO、MgO、S1jP Al 203氧化物作為主要成分，采用熔融法制備微晶玻璃。本發(fā)明所用的危固為垃圾焚燒灰、不銹鋼渣、不銹鋼酸洗污泥、電鍍污泥、鉻渣、鉛鋅冶煉渣、粉煤灰中的一種或一種以上，添加料為廢玻璃、石英砂、石灰石中的一種或一種以上。本發(fā)明具體步驟如下:
配料:垃圾焚燒灰、不銹鋼渣、不銹鋼酸洗污泥、電鍍污泥、鉻渣、鉛鋅冶煉渣、粉煤灰中的一種或一種以上的危固，廢玻璃、石英砂和石灰石中的一種或一種以上，按設(shè)計的成分進行配比；
混料:配比好的原料進行混合均勻得到混合料；
熔化:混合料加熱至熔化得到熔體；
壓延:熔體經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，即沒有形核的玻璃；
核化:基礎(chǔ)玻璃經(jīng)核化得到核化玻璃，即含有大量形核劑的玻璃；
晶化:核化玻璃經(jīng)晶化后形成微晶分布均勻的晶化玻璃，即形核劑長大為微米級微晶的玻璃；
退火:晶化玻璃經(jīng)退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。
[0023]本發(fā)明制備的微晶玻璃結(jié)構(gòu)均勻致密，重金屬浸出濃度低，Cr ^5.0 mg/L、Pb^ 5.0 mg/L、Cd ^1.0 mg/L、Ni ^ 1.0 mg/L、Zn ^ 5.0 mg/L、Cu ^ 5.0 mg/L,遠低于GB5085.3-2007規(guī)定值。本發(fā)明的優(yōu)點是將垃圾焚燒灰、不銹鋼渣、不銹鋼酸洗污泥、電鍍污泥、鉻渣、鉛鋅冶煉渣、粉煤灰中的重金屬元素穩(wěn)定固化，避免了污染，同時獲得高附加值的微晶玻璃，實現(xiàn)了危固無害化高值化利用，具有顯著的環(huán)保和經(jīng)濟效益，市場前景廣闊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1微晶玻璃制備流程。
[0025]圖2微晶玻璃顯微組織。

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述，但本發(fā)明不僅僅局限于以下實施例。
[0027]實施例1
將垃圾焚燒灰60.0wt.%和廢玻璃40.0wt.%混合均勻，混合料含Cr 0.8 wt.%、Pb 1.4wt.%、Ni 2.0 wt.%、Cd 2.0 wt.%、Zn 5.0 wt.%、Cu 2.1 wt.%。將混合料加熱到 1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度70.0 MPa，顯微硬度6.0GPa，抗壓強度450.0MPa，磨耗量0.040g/cm2，耐酸度(20wt%硫酸)為96.0%，耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為98.0%，Cr浸出濃度為0.2 mg/L、Pb浸出濃度為0.07 mg/L、Cd浸出濃度為0.6 mg/L、Ni浸出濃度為0.25 mg/L、Zn浸出濃度為 5.0 mg/L, Cu 浸出濃度為 3.11 mg/L。
[0028]實施例2
將不鎊鋼禮:50 wt.%和石英砂50 wt.%混合均勻，混合料含Cr 4.0 wt.%、Pb O wt.%、Ni 0.5 wt.%、Cd 0 wt.%、Zn 0.7 wt.%、Cu 1.1 wt.%。將混合料加熱到 1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度150.0MPa,顯微硬度7.8GPa，抗壓強度792.0MPa,磨耗量0.100g/cm2,耐酸度(20wt%硫酸)為97.1%，耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為98.4%，Cr浸出濃度為5.0 mg/L、Pb浸出濃度為O mg/L、Cd浸出濃度為O mg/L、Ni浸出濃度為0.15 mg/L、Zn浸出濃度為2.10 mg/L、Cu浸出濃度為1.54 mg/L。
[0029]實施例3
將電鍍污泥20wt.%、石灰石40wt.%和廢玻璃40wt.%混合均勻，混合料含Cr 2.4 wt.%、Pb 1.4 wt.%、Ni O wt.%、Cd 1.2 wt.%、Zn 3.5 wt.%、Cu 5.0 wt.%。將混合料加熱到1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度100.0 MPa,顯微硬度6.5GPa，抗壓強度550.0MPa,磨耗量0.050g/cm2,耐酸度(20wt%硫酸)為98.2%,耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為98.8%, Cr浸出濃度為0.22 mg/L、Pb浸出濃度為0.15 mg/L,Cd浸出濃度為0.11 mg/L、Ni浸出濃度為O mg/L、Zn浸出濃度為5.0 mg/L、Cu浸出濃度為5.0 mg/L。
[0030]實施例4 將絡(luò)禮:40 wt.%和石英砂60 wt.%混合均勻，混合料含Cr 2.9 wt.%、Pb 1.5 wt.%、Ni0.3 wt.%、Cd 0.6 wt.%、Zn 0.4 wt.%、Cu 2.02 wt.%。將混合料加熱到 1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度122.0 MPa，顯微硬度6.8GPa，抗壓強度600.0MPa，磨耗量0.054g/cm2，耐酸度(20wt9i^t酸)為97.4%，耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為98.9%，Cr浸出濃度為0.12 mg/L,Pb浸出濃度為
0.14 mg/L, Cd 浸出濃度為 0.04 mg/L、Ni 浸出濃度為 0.14 mg/L, Zn 1.5 mg/L, Cu 浸出濃度為2.01 mg/L ο
[0031]實施例5
將鉛鋅冶煉渣55wt.%和石英砂45wt.%混合均勻，混合料含Cr 1.1 wt.%、Pb 4.0wt.%、Ni 0.3 wt.%、Cd 0.6 wt.%、Zn 4.2 wt.%、Cu 0 wt.%。將混合料加熱到 1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度110.0 MPa，顯微硬度7.2GPa，抗壓強度760.0MPa，磨耗量0.050g/cm2，耐酸度(20wt%硫酸)為98.0%，耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為99.2%，Cr浸出濃度為0.14 mg/L,Pb浸出濃度為5.0 mg/L、Cd浸出濃度為0.01 mg/L、Ni浸出濃度為0.04 mg/L、Zn浸出濃度為3.4mg/L、Cu O mg/L。
[0032]實施例6
將粉煤灰45wt.%和廢玻璃55wt.%混合均勻，混合料含Cr O wt.%、Pb 1.04 wt.%、Ni
1.0 wt.%、Cd 1.0 wt.%、Zn 0 wt.%、Cu 2.4 wt.%。將混合料加熱到 1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度144.0MPa，顯微硬度7.3GPa，抗壓強度656.0MPa，磨耗量0.080g/cm2，耐酸度(20wt%硫酸)為
97.2%，耐堿度(20?七％氫氧化鈉)為99.l%，Cr浸出濃度為O mg/L、Pb浸出濃度為1.02 mg/L、Cd浸出濃度為1.0 mg/L、Ni浸出濃度為1.0 mg/L、Zn浸出濃度為O mg/L、Cu浸出濃度為 2.65 mg/L ο
[0033]實施例7
將垃圾焚燒灰20wt.%、粉煤灰35wt.%和廢玻璃45wt.%混合均勻，混合料含Cr 1.2wt.%、Pb 1.14 wt.%、Ni 0.2 wt.%、Cd 0.7 wt.%、Zn 1.2 wt.%、Cu 2.6 wt.%。將混合料加熱到1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度128.0 MPa,顯微硬度6.2GPa，抗壓強度564.0MPa,磨耗量0.090g/cm2,耐酸度(20wt%硫酸)為97.2%,耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為99.5%, Cr浸出濃度為0.12mg/L、Pb浸出濃度為0.22 mg/L、Cd浸出濃度為0.42 mg/L、Ni浸出濃度為0.45 mg/L、Zn浸出濃度為0.35 mg/L、Cu浸出濃度為1.55 mg/L。
[0034]實施例8
將不銹鋼渣35wt.%、不銹鋼酸洗污泥15wt.%和廢玻璃50wt.%混合均勻，混合料含Cr
1.9 wt.%>Pb 1.25 wt.%>Ni 0.47 wt.%>Cd 0.11 wt.%> Zn 1.51 wt.%>Cu 2.02 wt.%。將混合料加熱到1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度83.0 MPa，顯微硬度6.6GPa，抗壓強度750.0MPa，磨耗量0.050g/cm2,耐酸度(20wt%硫酸)為99.5%,耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為99.4%,耐酸性
98.7%，耐堿性99.2%，Cr浸出濃度為0.11 mg/L、Pb浸出濃度為0.12 mg/L、Cd浸出濃度為0.22 mg/L、Ni浸出濃度為0.25 mg/L、Zn浸出濃度為0.05 mg/L,Cu浸出濃度為1.15mg/L ο
[0035]實施例9
將電鍍污泥25wt.%、鉻渣25wt.%和石英砂50wt.%混合均勻，混合料含Cr 1.3 wt.%、Pb 1.14 wt.%、Ni 0.43 wt.%、Cd 0.31 wt.%、Zn 1.59 wt.%、Cu 2.44 wt.%。將混合料加熱到1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度147.0 MPa,顯微硬度7.8GPa，抗壓強度532.0MPa,磨耗量0.090g/cm2,耐酸度(20wt%硫酸)為96.6%,耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為98.6%, Cr浸出濃度為0.13mg/L, Pb浸出濃度為0.19 mg/L、Cd浸出濃度為0.24mg/L、Ni浸出濃度為0.26 mg/L, Zn浸出濃度為0.15 mg/L、Cu浸出濃度為1.62 mg/L。
[0036]實施例10
將鉛鋅冶煉渣40wt.%、粉煤灰1wt.%和廢玻璃50wt.%混合均勻，混合料含Cr 1.7wt.%、Pb 2.18 wt.%、Ni 0.51 wt.%、Cd 0.11 wt.%、Zn 1.24 wt.%、Cu 1.24 wt.%。將混合料加熱到1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度117.0 MPa，顯微硬度7.3GPa，抗壓強度590.0MPa，磨耗量0.065g/cm2,耐酸度(20wt%硫酸)為99.7%，耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為99.8%，Cr浸出濃度為0.14 mg/L、Pb浸出濃度為0.12 mg/L、Cd浸出濃度為0.27mg/L、Ni浸出濃度為0.28mg/L、Zn 浸出濃度為 0.14 mg/L、Cu 浸出濃度為 1.25 mg/L。
[0037]實施例11
將鉛鋅冶煉渣30wt.%、粉煤灰1wt.%、不銹鋼酸洗污泥1wt.%和廢玻璃50wt.%混合均勻，混合料含 Cr 1.75 wt.%、Pb 2.01 wt.%、Ni 0.14 wt.%、Cd 0.24 wt.%、Zn 1.22wt.%、Cu 1.29 wt.%。將混合料加熱到1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度93 MPa,顯微硬度7.3GPa，抗壓強度560.0MPa,磨耗量0.080g/cm2,耐酸度(20wt%硫酸)為98.2%,耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為
99.3%，Cr浸出濃度為0.18 mg/L,Pb浸出濃度為0.45 mg/L、Cd浸出濃度為0.29mg/L、Ni浸出濃度為0.42mg/L、Zn浸出濃度為0.25 mg/L、Cu浸出濃度為0.25 mg/L。
[0038]實施例12
將不銹鋼渣25wt.%、電鍍污泥15wt.%、不銹鋼酸洗污泥1wt.%和廢玻璃50wt.%混合均勻，混合料含 Cr 1.35 wt.%、Pb 2.75 wt.%、Ni 0.45 wt.%、Cd 0.86 wt.%、Zn 1.75wt.%、Cu 1.29 wt.%。將混合料加熱到1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度90.0 MPa，顯微硬度7.2GPa，抗壓強度560.0MPa,磨耗量0.090g/cm2,耐酸度(20wt%硫酸)為97.7%,耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為
99.4%，Cr浸出濃度為0.07 mg/L、Pb浸出濃度為0.15 mg/L、Cd浸出濃度為0.24 mg/L、Ni浸出濃度為0.41 mg/L、Zn浸出濃度為0.15 mg/L、Cu浸出濃度為0.27mg/L。
[0039]實施例13
將不銹鋼渣25wt.%、電鍍污泥1wt.%、不銹鋼酸洗污泥5wt.%、粉煤灰1wt.%和廢玻璃50wt.% 混合均勻，混合料含 Cr 1.4 wt.%>Pb 2.16 wt.%>Ni 0.11 wt.%> Cd 0.14 wt.%> Zn1.27wt.%、Cu 1.21 wt.%。將混合料加熱到1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度134.0 MPa，顯微硬度6.79GPa，抗壓強度676.0MPa,磨耗量0.045g/cm2,耐酸度(20wt%硫酸)為97.7%，耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為98.8%，Cr浸出濃度為0.085 mg/L、Pb浸出濃度為0.025 mg/L、Cd浸出濃度為0.27 mg/L、Ni浸出濃度為0.19 mg/L、Zn浸出濃度為0.12 mg/L、Cu浸出濃度為0.97mg/L0
[0040]實施例14
將垃圾焚燒灰25wt.%、電鍍污泥5wt.%、不銹鋼酸洗污泥1wt.%、粉煤灰1wt.%和廢玻璃 50wt.%混合均勻，混合料含Cr 1.78 wt.%、Pb 0.16 wt.%、Ni 0.41 wt.%、Cd 1.14 wt.%、Zn 1.17wt.%、Cu 1.75 wt.%。將混合料加熱到1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度146 MPa,顯微硬度6.9GPa，抗壓強度650.0MPa,磨耗量0.090g/cm2,耐酸度(20wt%硫酸)為96.8%，耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為98.9%，Cr浸出濃度為0.25 mg/L、Pb浸出濃度為0.15 mg/L、Cd浸出濃度為0.57 mg/L、Ni浸出濃度為0.12 mg/L、Zn浸出濃度為0.17 mg/L,Cu浸出濃度為0.57mg/L0
[0041]實施例15
將垃圾焚燒灰15 wt.%、鉻渣10 wt.%、電鍍污泥15 wt.%、鉛鋅冶煉渣10 wt.%、粉煤灰 10 wt.% 和廢玻璃 40 wt.% 混合均勻，混合料含 Cr 1.24 wt.%、Pb 0.24 wt.%、Ni 0.44wt.%、Cd 1.12 wt.%、Zn 0.12wt.%、Cu 1.25 wt.%。將混合料加熱到 1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度98 MPa，顯微硬度6.7GPa，抗壓強度756.0MPa，磨耗量0.070g/cm2，耐酸度(20?丨％硫酸)為96.8%，耐堿度(20?七％氫氧化鈉)為98.8%, Cr浸出濃度為0.15 mg/L,Pb浸出濃度為0.12mg/L、Cd浸出濃度為0.18 mg/L、Ni浸出濃度為0.17 mg/L、Zn浸出濃度為0.12 mg/L、Cu浸出濃度為0.54mg/L。
[0042]實施例16
將垃圾焚燒灰15wt.%、不銹鋼渣1wt.%、不銹鋼酸洗污泥5wt.%、電鍍污泥1wt.%、鉛鋅冶煉渣1wt.%、粉煤灰1wt.%和廢玻璃40wt.%混合均勻，混合料含Cr 1.23 wt.%、Pb0.12 wt.%、Ni 0.14 wt.%、Cd 1.75 wt.%、Zn 0.18wt.%、Cu 1.26 wt.%。將混合料加熱到1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度134MPa，顯微硬度7.76GPa，抗壓強度453.0MPa,磨耗量0.060g/cm2,耐酸度(20wt%硫酸)為96.3%，耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為98.6%，Cr浸出濃度為0.079 mg/L、Pb浸出濃度為0.42 mg/L、Cd浸出濃度為0.24 mg/L、Ni浸出濃度為0.15 mg/L、Zn浸出濃度為0.17 mg/L、Cu浸出濃度為0.27mg/L。
[0043]實施例17
將垃圾焚燒灰1wt.%、鉻渣1wt.%、不銹鋼渣1wt.%、不銹鋼酸洗污泥1wt.%、電鍍污泥1wt.%、鉛鋅冶煉渣5wt.%、粉煤灰5wt.%和廢玻璃40wt.%混合均勻，混合料含Cr 1.43wt.%、Pb 0.42 wt.%、Ni 0.84 wt.%、Cd 1.42 wt.%、Zn 0.llwt.%, Cu 1.24 wt.%。將混合料加熱到1550°C熔化得到熔體，經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃，然后加熱到750°C核化得到核化玻璃，隨后升溫到950°C晶化形成微晶分布均勻的晶化玻璃，最后退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。微晶玻璃的抗彎強度128.0 MPa,顯微硬度6.9GPa，抗壓強度680.0MPa,磨耗量0.070g/cm2，耐酸度(20wt%硫酸)為98.2%，耐堿度(20wt%氫氧化鈉)為99.3%，Cr浸出濃度為0.019 mg/L、Pb浸出濃度為0.22 mg/L、Cd浸出濃度為0.14 mg/L、Ni浸出濃度為
0.17 mg/L、Zn 浸出濃度為 0.12 mg/L、Cu 浸出濃度為 0.41mg/L。
【權(quán)利要求】
1.一種危險固廢制備微晶玻璃，其特征在于:微晶玻璃的原料為垃圾焚燒灰、不銹鋼渣、不銹鋼酸洗污泥、電鍍污泥、鉻洛、鉛鋅冶煉洛、粉煤灰中的一種或一種以上的危固，以及廢玻璃、石英砂和石灰石中的一種或一種以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種危險固廢制備微晶玻璃，其特征在于:所述的微晶玻璃原料中危固添加量為20.0 wt.%-60.0 wt.%，余量為廢玻璃、石英砂和石灰石中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種危險固廢制備微晶玻璃，其特征在于:所述的微晶玻璃原料中含 Cr 為 Owt.%-4.0 wt.%、Pb 為 Owt.%-4.0 wt.%、Ni 為 O wt.%-2.0 wt.%、Cd 為 Owt.%-2.0 wt.%、Zn 為 Owt.%-5.0 wt.%、Cu 為 Owt.%-5.0 wt.%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種危險固廢制備微晶玻璃，其特征在于:所制得的微晶玻璃中重金屬浸出濃度為:Cr <5.0 mg/L、Pb ^ 5.0 mg/L、Cd ^1.0 mg/L、Ni ^ 1.0mg/L、Zn ^ 5.0 mg/L、Cu ^ 5.0 mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種危險固廢制備微晶玻璃，其特征在于:所制備的微晶玻璃的抗彎強度70.0MPa -150.0 MPa，顯微硬度6.0GPa _7.8GPa，抗壓強度450.0MPa-792.0MPa,磨耗量 0.040g/cm2-0.100g/cm2,耐酸度(20wt% 硫酸)彡 96.0%,耐堿度(20wt%氫氧化鈉)彡98.0%。
6.一種危險固廢制備微晶玻璃的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: O混料:配比好的原料進行混合均勻得到混合料； 2)熔化:混合料加熱至熔化得到熔體； 3)壓延:熔體經(jīng)壓延得到基礎(chǔ)玻璃； 4)核化:基礎(chǔ)玻璃經(jīng)核化得到核化玻璃； 5)晶化:核化玻璃經(jīng)晶化后形成微晶分布均勻的晶化玻璃； 6)退火:晶化玻璃經(jīng)退火消除應(yīng)力得到微晶玻璃產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的危險固廢制備微晶玻璃，其特征在于，步驟I)中所述配比好的原料為微晶玻璃的原料為垃圾焚燒灰、不銹鋼渣、不銹鋼酸洗污泥、電鍍污泥、鉻渣、鉛鋅冶煉渣、粉煤灰中的一種或一種以上的危固，以及廢玻璃、石英砂和石灰石中的一種或一種以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的危險固廢制備微晶玻璃，其特征在于，所述的微晶玻璃原料中含 Cr 為 Owt.%-4.0 wt.%、Pb 為 Owt.%-4.0 wt.%、Ni 為 O wt.%-2.0 wt.%、Cd 為 Owt.%-2.0 wt.%、Zn 為 Owt.%-5.0 wt.%、Cu 為 Owt.%-5.0 wt.%。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的危險固廢制備微晶玻璃，其特征在于，步驟6)所制得的微晶玻璃中重金屬浸出濃度為:Cr ^ 5.0 mg/L,Pb ^ 5.0 mg/L,Cd ^ 1.0 mg/L、Ni ^ 1.0mg/L、Zn ^ 5.0 mg/L、Cu ^ 5.0 mg/L。
【文檔編號】C03C6/10GK104445944SQ201410783923
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】張深根, 楊健, 劉波, 潘德安 申請人:北京科技大學