一種利用冶金渣制備高堿度微晶玻璃的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用冶金渣制備具有高堿度微晶玻璃的方法，屬于冶金資源綜合 利用和環(huán)境保護的技術領域。
【背景技術】
[0002] 鋼鐵冶金渣，包括高爐渣、電爐渣、轉爐渣、脫硫渣、精煉渣等，其主要化學成分為 Ca0、Si02、Al203、Mg0、Mn0、Fe203、Fe304等。由于高溫冶煉需要，渣中二元堿度R(即CaO和 SiO2質量比CaO/SiO2)很高，酸性氧化物如SiOjPAl203含量卻較少。高爐渣R= 0. 9? 1. 2,電爐渣和轉爐渣堿度R= 2. 5?5. 0。
[0003] 在已有冶金渣微晶玻璃研宄中，原料來源為天然礦石或各種廢棄固渣，其微晶玻 璃R〈0. 4,以Sit)#Al203為主要化學組成。冶金渣微晶玻璃多屬于CaO-SiO2_A1203三元體 系，因此需要對其進行高溫改性處理，向渣中加入SiOjPAl203含量高的酸性原料，如鐵尾 礦、煤矸石、粉煤灰、石英砂等，以達到控制冶金渣微晶玻璃化學組成目的。但是，由于酸性 原料同冶金渣的熔合以及玻璃熔體的澄清、均化等過程，均需要進行補熱。以粉煤灰高溫改 性IOOkg二元堿度為3. 0的轉爐鋼渣為例，其粉煤灰需用量見表1。
[0004] 表1不同堿度鋼渣微晶玻璃粉煤灰需用量
[0005]
【主權項】
1. 一種利用冶金渣制備高堿度微晶玻璃的方法，其特征在于：采用熔融法或者燒結 法，利用冶金熔渣制備高堿度微晶玻璃，其主要化學組成是質量百分比為Ca0(20-35% )、 Si02(30-48% )、Al203(8-18% )、MgO(3-17% )、TFe(〈9% );高堿度微晶玻璃的二元堿度， 即〇3〇/5102質量比為 0. 6-0. 9。
2. 根據(jù)權利要求1所述的利用冶金渣制備高堿度微晶玻璃的方法，其特征在于：在制 備基礎玻璃時，通過冶金渣中加入高硅高鋁酸性配料來控制高堿度微晶玻璃的主要化學組 成，這些酸性配料是粉煤灰、煤矸石、尾礦高硅高鋁廢棄物以及石英砂、河沙、長石、沸石高 硅高鋁的廉價礦物原料中的一種或多種。
3. 根據(jù)權利要求1所述的利用冶金渣制備高堿度微晶玻璃的方法，其特征在于：在制 備基礎玻璃時，通過冶金渣中加入還原劑配料來控制高堿度微晶玻璃的全鐵含量，即對于 含鐵量高的冶金澄，通過向恪澄或者配料中配入一定比例的煤粉或者焦炭粉碳素還原劑還 原渣中鐵氧化物，達到控制基礎玻璃中的鐵含量目的。
4. 根據(jù)權利要求1、2和3所述的利用冶金渣制備高堿度微晶玻璃的方法，其特征在于： 制備高堿度微晶玻璃的基礎玻璃時，對冷態(tài)冶金渣，是通過原料配料后再熔制形成；對熱態(tài) 或熔融態(tài)冶金渣，是通過在渣中直接混入配料的方法熔制形成。
5. 根據(jù)權利要求1所述的高堿度微晶玻璃，其特征在于：在基礎玻璃熱處理制備微晶 玻璃的過程中，無論采用熔融法還是燒結法，均采用一步法熱處理制度將基礎玻璃制備為 高堿度微晶玻璃，該熱處理溫度選取范圍為850-1150 °C。
【專利摘要】一種利用冶金渣制備高堿度微晶玻璃的方法，冶金渣包括鋼鐵冶金渣和有色冶金渣等，主要化學組成為CaO、SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3、MnO等。本發(fā)明在制備基礎玻璃過程中，通過在冶金渣中添加配料，將其二元堿度質量比控制在0.6-0.9的較高水平，同時Al2O3質量百分含量控制在8-18％，TFe百分含量控制在小于9％；后續(xù)采用一步法熱處理制度將基礎玻璃制備為高堿度微晶玻璃。本發(fā)明制備的高堿度微晶玻璃，不僅提高了冶金渣摻量，減少了高硅高鋁原料的添加量，還更適合于一步法的熱處理制度，這有利于基礎玻璃熱處理生產(chǎn)過程節(jié)能減排，以及制備出性能更優(yōu)越的產(chǎn)品。該方法即適合冷態(tài)冶金渣利用，也適合熱態(tài)冶金渣的直接利用。
【IPC分類】C03C10-00
【公開號】CN104556702
【申請?zhí)枴緾N201410784096
【發(fā)明人】李宇, 代文彬, 蒼大強, 趙貴州, 盧翔, 溫宗國
【申請人】北京科技大學, 清華大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月16日