CN101792265A - 利用陶瓷抛光砖污泥制备微晶玻璃的方法 - Google Patents

利用陶瓷抛光砖污泥制备微晶玻璃的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了利用陶瓷抛光砖污泥制备微晶玻璃的方法。以重量百分比计，将陶瓷抛光砖污泥55％～70％、石英5％～15％、氧化钙10％～20％、碳酸钠3％～10％、碳酸钡1％～10％和氧化锌1％～10％充分混合均匀，然后放入窑炉里，升温至1400℃±50℃保温1～3h，将全部熔化的玻璃液直接倒入水中，进行水淬，碎成玻璃颗粒，再把玻璃颗粒烘干并筛分得到0.5～5mm大小的玻璃颗粒将玻璃颗粒干燥，平铺在模具上，置于窑炉中采用两步法热处理，制备出微晶玻璃；本发明利用陶瓷抛光砖污泥作为制备CAS微晶玻璃的主要原料，制备出符合行业标准的微晶玻璃，使废弃物得到资源化再利用，有利于环境保护，并具有成本优势。

Description

利用陶瓷抛光砖污泥制备微晶玻璃的方法
技术领域
本发明涉及硅酸盐工业中的微晶玻璃制备，具体涉及一种利用陶瓷抛光砖污泥制备微晶玻璃的方法。该微晶玻璃为CAS(CaO-Al2O3-SiO2)微晶玻璃。
背景技术
微晶玻璃是由基础玻璃经控制晶化行为而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的材料，其结合了玻璃和陶瓷的优良性能，可作为新型的建筑装饰材料、电子材料等，应用前景广泛。从目前国内外的研究来看，利用尾矿、矿渣、粉煤灰等工业废渣制备装饰用微晶玻璃已有多年的历史，技术已经很成熟，但还没有利用抛光砖污泥制备微晶玻璃的报道。
陶瓷研磨抛光工序通常将从砖坯表面去除0.5～0.7mm表面层。据统计，我国陶瓷抛光砖产量已达8亿m2，全国抛光砖生产线每年产生污泥数量巨大。陶瓷抛光砖污泥是陶瓷砖经研磨抛光工序而产生的废渣，其成分如表1所示，主要为SiO2、Al2O3和CaO，还含有由少量的絮凝剂及有机杂质引入的烧失量。陶瓷抛光砖污泥的综合利用研究主要有以下几个方面：利用陶瓷抛光污泥或陶瓷废料生产超薄陶瓷抛光砖和生产高档仿古砖。利用抛光污泥于1200℃烧成制造以闭口气孔为主，无渗透性的轻质陶瓷材料。再利用陶瓷抛光砖污泥的难点是在1150℃以上烧结过程会出现明显的发泡现象，使制品变形，从而限制了污泥的回收利用。
表1陶瓷抛光砖污泥的化学成分
  组成   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   Na2O   K2O   烧失量
  含量(％)   65～72   15～25   0.4～0.8   0.5～2.0   0.5～1.5   0.5～1.5   1～5   1～3
发明内容
本发明的目的是提供一种利用陶瓷抛光砖污泥制备CAS(CaO-Al2O3-SiO2)微晶玻璃的方法，使废弃物得到资源化再利用，节省天然矿物资源。
本发明利用陶瓷抛光砖污泥，添加适量的助熔剂，晶核剂，作为CAS(CaO-Al2O3-SiO2)微晶玻璃的原料，是一条利用污泥的新途径，且附加值较高。
本发明目的通过如下技术方案实现：
一种利用陶瓷抛光砖污泥制备CAS(CaO-Al2O3-SiO2)微晶玻璃的方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：
(1)以重量百分比计，将抛光砖污泥55％～70％、石英5％～15％、氧化钙10％～20％、碳酸钠3％～10％、碳酸钡1％～10％和氧化锌1％～10％，分别准确称量，充分混合均匀成玻璃配合料；
(2)将(1)中配制好的微晶玻璃原料放到窑炉里，升温至1450℃±50℃保温1～3h，将全部熔化的玻璃液直接倒入水中，进行循环水淬，碎成玻璃颗粒，再把玻璃颗粒烘干并筛分得到0.5～5mm大小的玻璃颗粒备用。
(3)将步骤(2)得到干燥玻璃颗粒，平铺在模具上，置于窑炉中采用两步法进行热处理：在920℃±30℃保温40～60min核化；然后升温至1100℃±50℃保温80～120min进行晶化，制备出符合行业标准要求的微晶玻璃。
相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：
(1)陶瓷抛光砖污泥目前主要以填埋为主，本发明将之用于制备微晶玻璃，使废弃物得到资源化再利用，有利于环境保护。
(2)陶瓷抛光砖污泥为工业废物，可节省天然矿物资源的用量，具有明显的成本优势。
(3)由于陶瓷抛光砖污泥含有部分的玻璃相组分，其熔融温度较低，可降低CAS(CaO-Al2O3-SiO2)微晶玻璃的基础玻璃的熔融温度，具有一定的节能效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1
实施例1所采用陶瓷抛光砖污泥的化学成分见表2。
表2实施例1陶瓷抛光砖污泥的化学成分
  组成   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   Na2O   K2O   烧失量
  含量(％) 70.73 21.38 0.62 1.01 1.04 1.11 2.27 1.84
一种利用陶瓷抛光砖污泥制备微晶玻璃的方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)以重量百分比计，将抛光砖污泥55％、石英15％、氧化钙20％、碳酸钠5％、碳酸钡3％和氧化锌2％，分别准确称量，充分混合均匀成玻璃配合料；
(2)将(1)中配制好的配合料放入窑炉中，升温至1450℃保温1h，将全部熔化后的玻璃液直接倒入水中，进行水淬，碎成玻璃颗粒，再把玻璃颗粒烘干并筛分得到0.5mm～5mm大小的玻璃颗粒备用。
(3)将步骤(2)得到干燥玻璃颗粒，平铺在模具上，置于窑炉中采用两步法进行热处理：在900℃保温60min核化；然后升温至1100℃保温100min进行晶化微晶玻璃。
经检测，所制备的微晶玻璃的莫氏硬度为6；弯曲强度为54.0MPa；耐酸性为0.13％；耐碱性为0.14％，产品的性能指标符合建筑装饰用微晶玻璃行业标准JC/T872-2000。本发明利用陶瓷抛光砖污泥制备CAS(CaO-Al2O3-SiO2)微晶玻璃，使废弃物得到资源化再利用，节省天然矿物资源，并降低基础玻璃的熔融温度，具有一定的节能效果。
实施例2
实施例2所采用陶瓷抛光砖污泥的化学成分见表3。
表3实施例2陶瓷抛光砖污泥的化学成分
组成 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O 烧失量
  含量(％)   67.25   23.05   0.9   1.4   1.14   1.34   3.37   1.55
一种利用陶瓷抛光砖污泥制备微晶玻璃的方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)以重量百分比计，将抛光砖污泥70％、石英5％、氧化钙15％、碳酸钠5％、碳酸钡2％和氧化锌3％，分别准确称量，充分混合均匀成玻璃配合料；
(2)将(1)中配制好的配合料放入窑炉中，升温至1400℃保温2h，将全部熔化后的玻璃液直接倒入水中，进行水淬，碎成玻璃颗粒，再把玻璃颗粒烘干并筛分得到0.5mm～5mm大小的玻璃颗粒备用。
(3)将步骤(2)得到干燥玻璃颗粒，平铺在模具上，置于窑炉中采用两步法进行热处理：在890℃保温40min核化；然后升温至1050℃保温80min进行晶化，制备出微晶玻璃。
经检测，所制备的微晶玻璃莫氏硬度为6；弯曲强度为53.0MPa；耐酸性为0.12％；耐碱性为0.13％。
实施例3
实施例3所采用陶瓷抛光砖污泥的化学成分见表4。
表4实施例3陶瓷抛光砖污泥的化学成分
  组成   SiO2   Al2O3   Fe2O3   CaO   MgO   Na2O   K2O   烧失量
  含量(％)   68.87   21.67   0.82   1.87   1.22   1.57   2.84   1.14
一种利用陶瓷抛光砖污泥制备微晶玻璃的方法，包括如下步骤和工艺条件：
(1)以重量百分比计，将抛光砖污泥60％、石英10％、氧化钙10％、碳酸钠8％、碳酸钡10％和氧化锌2％，分别准确称量，充分混合均匀成玻璃配合料；
(2)将(1)中配制好的配合料放入窑炉中，升温至1350℃保温3h，将全部熔化后的玻璃液直接倒入水中，进行水淬，碎成玻璃颗粒，再把玻璃颗粒烘干并筛分得到0.5mm～5mm大小的玻璃颗粒备用。
(3)将步骤(2)得到干燥玻璃颗粒，平铺在模具上，置于窑炉中采用两步法进行热处理：在950℃保温50min核化；然后升温至1150℃保温80min进行晶化，制备出表面光滑细腻平整，有漂亮析晶花纹，结构致密的装饰用微晶玻璃。
经检测，所制备的微晶玻璃莫氏硬度为5；弯曲强度为52.0MPa；耐酸性为0.11％；耐碱性为0.12％。

Claims (3)

1.一种利用陶瓷抛光砖污泥制备微晶玻璃的方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：
(1)以重量百分比计，将陶瓷抛光砖污泥55％～70％、石英5％～15％、氧化钙10％～20％、碳酸钠3％～10％、碳酸钡1％～10％和氧化锌1％～10％充分混合均匀，配成微晶玻璃原料；所述陶瓷抛光砖污泥是陶瓷抛光砖经研磨抛光工序而产生的废渣；
(2)将步骤(1)的原料中配制好的微晶玻璃原料放入窑炉里，升温至1400℃±50℃保温1～3h，将全部熔化的玻璃液直接倒入水中，进行水淬，碎成玻璃颗粒，再把玻璃颗粒烘干并筛分得到0.5～5mm大小的玻璃颗粒备用；
(3)将步骤(2)得到玻璃颗粒干燥，平铺在模具上，置于窑炉中采用两步法热处理，制备出微晶玻璃；所述两步法热处理是在920℃±30℃保温40～60min核化；然后升温度至1100℃±50℃保温80～120min进行晶化。
2.根据权利要求1所述的利用陶瓷抛光砖污泥制备微晶玻璃的方法，其特征在于：步骤(2)所述升温至1400℃±50℃是以5-10℃/min的升温速率升温至1400℃±50℃。
3.根据权利要求1所述的利用陶瓷抛光砖污泥制备微晶玻璃的方法，其特征在于：步骤(3)所述两步法热处理是在920℃保温50min核化；然后升温度至1100℃保温100min进行晶化。
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