CN100383071C - 污泥微晶玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种污泥微晶玻璃及其制备方法。污泥微晶玻璃，其特征在于它包括煅烧污泥、石灰石和白云石原料制成，各原料所占重量份数为：煅烧污泥45-80份，石灰石12-30份，白云石8-25份，石膏0-10份，三氧化二锑0-1份，各原料重量份数之和为100份；所述的煅烧污泥是将污水处理厂排放的湿污泥烘干，再进入窑炉中于800-1100℃下煅烧1-3小时，冷却碾碎后获得。本发明利用污泥制备建筑装饰用微晶玻璃，既可拓展建筑装饰用微晶玻璃制备的原料范围、降低原料成本，又可为污泥的资源化指明一条新途径，并消除其环境污染，具有深远的资源和环保意义。

Description

污泥微晶玻璃及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种污泥微晶玻璃及其制备方法，具体地讲，涉及一种以城市生活污水污泥为主要原料制备的建筑装饰用微晶玻璃及其制备方法。
背景技术
建筑装饰用微晶玻璃是一类高档建筑饰面材料，具有抗折强度高、热稳定性好、不吸水、质地坚硬、耐酸碱腐蚀、抗冻、防潮、易清洁等优点，可广泛应用于高档建筑的墙地面装饰。
现役微晶玻璃生产工艺采用的原料是高品位矿物原料和化工原料，原料成本较高，增加了微晶玻璃产品的总生产成本。
城市生活污水污泥(以下简称污泥)是城市生活污水处理厂排放的固体废物，含有有机污染物、重金属和病菌等有害物质，极易造成环境污染；但同时也含有粘土、石英、长石、方解石等无机成分，可作为原材料而被用于制备微晶玻璃；而且，污泥中所含的硫、磷、铁、钛及其它重金属成分随同污泥原料而进入母玻璃中，在母玻璃晶化时，可起到晶核剂的作用，促进母玻璃的成核、析晶。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产成本低的污泥微晶玻璃及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：污泥微晶玻璃，其特征在于它包括煅烧污泥、石灰石和白云石原料制成，各原料所占重量份数为：煅烧污泥45-80份，石灰石12-30份，白云石8-25份，石膏0-10份，三氧化二锑0-1份，各原料重量份数之和为100份；所述的煅烧污泥是将污水处理厂排放的湿污泥烘干，再进入窑炉中于800-1100℃下煅烧1-3小时，冷却碾碎后获得。
所述的煅烧污泥的最佳重量份数为55-70份。
上述煅烧污泥的化学成分范围为(wt％)：SiO2：50-65；Al2O3：13-18；CaO：5-8；MgO：1.5-2.5；K2O：1-3；Na2O：0.5-2；Fe2O3：5-8；TiO2：0.5-2；P2O5：2-5；MnO：0.1-0.5；烧失量：0.5-1.5；其它：＜0.5％。
污泥微晶玻璃的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)煅烧污泥的制备：将污水处理厂排放的湿污泥烘干，再进入窑炉中于800-1100℃下煅烧1-3小时，待冷却后取出，并碾碎至粒度小于1mm，得煅烧污泥；
2)配料：按各原料所占重量份数比例称取各原料，并混合均匀，得配合料；所述各原料所占重量份数为：煅烧污泥45-80份、石灰石12-30份、白云石8-25份、石膏0-10份、三氧化二锑0-1份，各原料重量份数之和为100份；
3)玻璃熔炼：将配合料置于玻璃熔炉内，于1400-1550℃下熔炼1-3小时，再降至1300-1450℃下澄清0.5-2小时，制得玻璃液；
4)成型：采用压延法或浇注法，将玻璃液制成玻璃板，并于500-700℃下退火1-4小时；
5)热处理：将玻璃板置于垫板上，进入梭式窑或隧道窑或抽屉窑或辊道窑或台车炉，于650-800℃下保温核化0.5-1.5小时，再升温至900-1050℃，保温晶化1-3小时，再降温至500-700℃，保温退火1-3小时，得污泥微晶玻璃原板；
6)打磨抛光：采用常规石材加工工艺，对污泥微晶玻璃原板进行切割、打磨、抛光，得污泥微晶玻璃成品。
本发明的特点：(1)以污泥作为主要原料，制备建筑装饰用微晶玻璃，拓展了建筑装饰用微晶玻璃的原料范围；(2)将污泥制备成建筑装饰用微晶玻璃，可为污泥的资源化利用指明一条新途径，并消除其环境污染；(3)原料来源经济，所用污泥为一种固体废物，所用石灰石、白云石、石膏均为矿物原料，不外掺昂贵的晶核剂原料，这可使原料成本大大降低；(4)配料操作工序简单，由于原料种类不超过5种，有利于简化配料操作工序，降低制造成本。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
污泥的预处理(煅烧污泥的制备)：将武汉市沙湖污水处理厂排放的湿污泥于105℃烘干，进入台车炉中于1000℃煅烧2小时，待冷却后取出，碾碎至粒度小于1mm；对煅烧污泥进行化学成分分析，结果如下(wt％)：
原料 SiO2  Al2O3  CaO  MgO  K2O  Na2O  TFe2O3  TiO2  MnO  P2O5 烧失  Others
煅烧污泥 58.91  14.86  7.55  1.86  2.16  0.96   6.96  0.94  0.11  3.86  0.88  0.95
原料配比：煅烧污泥60.0份；石灰石16.3份；白云石18.0份；石膏5.0份；三氧化二锑0.7份。
按原料配比称量各原料，混合均匀后投入坩锅中，于1500℃熔炼2小时，再降至1400℃下澄清0.5小时，制得玻璃液；浇注至模具中，成型为玻璃板，于600℃退火2小时；再转入台车炉中，于770℃下保温核化1小时，再升温至1000℃，保温晶化2小时，再降温至600℃，保温退火2小时，冷却后制得污泥微晶玻璃原板；对污泥微晶玻璃原板进行切割、打磨、抛光，制得污泥微晶玻璃成品。
实施例2：
污泥的预处理及化学成分同实施例1。
原料配比：煅烧污泥65.0份；石灰石18.0份；白云石16.0份；三氧化二锑1.0份。
具体工艺过程和工艺参数同实施例1。
实施例3：
污泥的预处理及化学成分同实施例1。
原料配比：煅烧污泥70.0份；石灰石20.0份；白云石9.0份；三氧化二锑1.0份。
按原料配比称量各原料，混合均匀后投入坩锅中，于1550℃熔炼2小时，再降至1420℃下澄清0.5小时，制得玻璃液；浇注至模具中，成型为玻璃板，于650℃退火2小时；再转入台车炉中，于780℃下保温核化1小时，再升温至1020℃，保温晶化3小时，再降温至650℃，保温退火2小时，冷却后制得污泥微晶玻璃原板；对原板进行切割、打磨、抛光，制得污泥微晶玻璃成品。
实施例4：
污泥的预处理(煅烧污泥的制备)：将武汉市二郎庙污水处理厂排放的湿污泥于105℃烘干，进入台车炉中于1000℃煅烧2小时，待冷却后取出，碾碎至粒度小于1mm；对煅烧污泥进行化学成分分析，结果如下(wt％)：
原料 SiO2  Al2O3  CaO  MgO  K2O  Na2O  TFe2O3  TiO2  MnO  P2O5 烧失  Others
煅烧污泥 60.14  14.75  7.66  1.85  2.11  0.98   6.53  0.95  0.09  3.05  0.86  1.03
原料配比：煅烧污泥60.0份；石灰石15.9份；白云石18.5份；石膏：5.0份；三氧化二锑0.6份。
按原料配比称量各原料，混合均匀后投入坩锅中，于1500℃熔炼2小时，再降至1400℃下澄清0.5小时，制得玻璃液；浇注至模具中，成型为玻璃板，于600℃退火2小时；再转入台车炉中，于770℃下保温核化1小时，再升温至1000℃，保温晶化2小时，再降温至600℃，保温退火2小时，冷却后制得污泥微晶玻璃原板；对原板进行切割、打磨、抛光，制得污泥微晶玻璃成品。
实施例5：
污泥的预处理及化学成分同实施例4。
原料配比：煅烧污泥65.0份；石灰石17.0份；白云石17.0份；三氧化二锑1.0份。
具体工艺过程和工艺参数同实施例4。
实施例6：
污泥的预处理及化学成分同实施例4。
原料配比：煅烧污泥55.0份；石灰石15.0份；白云石21.5份；石膏：8.0份；三氧化二锑0.5份。
按原料配比称量各原料，混合均匀后投入坩锅中，于1450℃熔炼2小时，再降至1350℃下澄清0.5小时，制得玻璃液；浇注至模具中，成型为玻璃板，于580℃退火2小时；再转入台车炉中，于760℃下保温核化1小时，再升温至980℃，保温晶化1.5小时，再降温至580℃，保温退火2小时，冷却后制得污泥微晶玻璃原板；对原板进行切割、打磨、抛光，制得污泥微晶玻璃成品。
实施例7：
污泥的预处理(煅烧污泥的制备)：将武汉市洪山污水处理厂排放的湿污泥于105℃烘干，进入台车炉中于1000℃煅烧2小时，待冷却后取出，碾碎至粒度小于1mm；对煅烧污泥进行化学成分分析，结果如下(wt％)：
原料 SiO2  Al2O3  CaO  MgO  K2O  Na2O  TFe2O3  TiO2  MnO  P2O5 烧失  Others
煅烧污泥 59.35  15.28  6.45  2.22  2.32  1.03   7.45  0.98  0.07  2.31  1.34  1.20
原料配比：煅烧污泥60.0份；石灰石15.2份；白云石19.0份；石膏：5.0份；三氧化二锑0.8份。
按原料配比称量各原料，混合均匀后投入坩锅中，于1500℃熔炼2小时，再降至1400℃下澄清0.5小时，制得玻璃液；浇注至模具中，成型为玻璃板，于600℃退火2小时；再转入台车炉中，于770℃下保温核化1小时，再升温至1000℃，保温晶化2小时，再降温至600℃，保温退火2小时，冷却后制得污泥微晶玻璃原板；对原板进行切割、打磨、抛光，制得污泥微晶玻璃成品。
实施例8：
污泥的预处理及化学成分同实施例7。
原料配比：煅烧污泥65.0份；石灰石19.0份；白云石15.0份；三氧化二锑1.0份。
具体工艺过程和工艺参数同实施例7。
本发明的煅烧污泥、石灰石、白云石、石膏和三氧化二锑原料的上下限取值以及区间值都能实现本发明，在此就不一一列举实施例。

Claims (4)

1.污泥微晶玻璃，其特征在于它包括煅烧污泥、石灰石和白云石原料制成，各原料所占重量份数为：煅烧污泥45-80份，石灰石12-30份，白云石8-25份，石膏0-10份，三氧化二锑0-1份，各原料重量份数之和为100份；所述的煅烧污泥是将污水处理厂排放的湿污泥烘干，再进入窑炉中于800-1100℃下煅烧1-3小时，冷却碾碎后获得。
2.根据权利要求1所述的污泥微晶玻璃，其特征在于：所述的煅烧污泥的重量份数为55-70份。
3.根据权利要求1所述的污泥微晶玻璃，其特征在于：所述的煅烧污泥的化学成分的重量百分比范围为：SiO2：50-65；Al2O3：13-18；CaO：5-8；MgO：1.5-2.5；K2O：1-3；Na2O：0.5-2；Fe2O3：5-8；TiO2：0.5-2；P2O5：2-5；MnO：0.1-0.5；烧失量：0.5-1.5；其它：＜0.5％。
4.如权利要求1所述的污泥微晶玻璃的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)煅烧污泥的制备：将污水处理厂排放的湿污泥烘干，再进入窑炉中于800-1100℃下煅烧1-3小时，待冷却后取出，并碾碎至粒度小于1mm，得煅烧污泥；
2)配料：按各原料所占重量份数比例称取各原料，并混合均匀，得配合料；所述各原料所占重量份数为：煅烧污泥45-80份、石灰石12-30份、白云石8-25份、石膏0-10份、三氧化二锑0-1份，各原料重量份数之和为100份；
3)玻璃熔炼：将配合料置于玻璃熔炉内，于1400-1550℃下熔炼1-3小时，再降至1300-1450℃下澄清0.5-2小时，制得玻璃液；
4)成型：采用压延法或浇注法，将玻璃液制成玻璃板，并于500-700℃下退火1-4小时；
5)热处理：将玻璃板置于垫板上，进入梭式窑或隧道窑或抽屉窑或辊道窑或台车炉，于650-800℃下保温核化0.5-1.5小时，再升温至900-1050℃，保温晶化1-3小时，再降温至500-700℃，保温退火1-3小时，得污泥微晶玻璃原板；
6)打磨抛光：采用常规石材加工工艺，对污泥微晶玻璃原板进行切割、打磨、抛光，得污泥微晶玻璃成品。
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