CN103241947B - 一种以废含铅玻璃为原料制备琉璃的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种以废含铅玻璃为原料制备琉璃的方法。废含铅玻璃不仅造成铅资源的浪费，还会对人体健康和生态环境构成潜在威胁，但目前没有较好的处理处置方法。该方法是将废含铅玻璃粗碎、细磨后，调节细磨废含铅玻璃化学组分，然后高温熔化，熔化温度750～980℃，时间为2～6h，依据设计形状进行人工成形或机械成型，将成形后的制品送入退火窑内退火，退火温度为450～550℃，时间为2～10h，冷却至常温，得到琉璃。本发明以废含铅玻璃为主要原料制备琉璃，具有工艺流程简单、原料来源广泛、能耗低等优点，可制成光泽好、软化点低、料性长的琉璃产品，适合我国南方和北方现有各种类型的琉璃制品厂，易于大规模工业化生产。

Description

一种以废含铅玻璃为原料制备琉璃的方法

技术领域

本发明属于固体废物处理处置及资源化技术领域，特别涉及一种以废含铅玻璃为原料制备琉璃的方法。

背景技术

含铅玻璃是指含有二氧化硅等玻璃形成物以及较高含量氧化铅的玻璃。由于其良好的光学性能、导电性能、防辐射性能及可加工性能等，被广泛用于制造电真空玻璃、低温封接玻璃、防辐射玻璃、光学玻璃、高折射微珠玻璃及艺术器皿玻璃等产品。阴极射线管（CRT）作为重要的含铅玻璃产品，被广泛地应用在电视机、计算机显示器、示波器等电子电器设备上。目前我国电视机社会保有量约5.5亿台，其中绝大多数为CRT电视机，计算机CRT显示器的保有量也已超过4000万台，并且大量电子电器产品已进入淘汰报废高峰期。产生的大量含铅玻璃如若不进行适当处理处置，直接丢弃不仅造成铅资源的浪费，还会对人体健康和生态环境构成潜在威胁。

目前世界各国对于废含铅玻璃均没有较好的处理处置方法，从资源利用最优化和最大化考虑，使用废含铅玻璃进行资源化产品开发是可行的。琉璃制品是我国一种传统的高级屋面和墙体建筑装修材料，主要用于我国的一些古典建筑、园林和近代的仿古建筑中，使之具有较高的艺术观赏价值。琉璃产品较高的鉴赏和收藏价值，使其对于制备工艺的研究逐渐成为研究热点。超白玻璃或光学玻璃存在折射率低，产品光泽度远远达不到晶莹剔透的程度，而且料性较短，不易加工成具有艺术效果的生活用品和工业品。因此，琉璃的制备一般都采用中铅和高铅水晶玻璃制备。利用废含铅玻璃铅含量和折射率较高的特点，以其为原料制备琉璃不失为一种有效的资源化利用方法，可以变废为宝，节约自然资源，降低产品产生成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种以废含铅玻璃为原料制备琉璃的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

步骤(1).将废含铅玻璃粗碎至1～3mm，粗碎后放入滚筒球磨机进行细磨，得到粒径为150～300目的细磨废含铅玻璃；

步骤(2).调节细磨废含铅玻璃化学组成，使细磨废含铅玻璃中各组分的质量百分比如下：50～65﹪SiO₂、0.1～2.5﹪B₂O₃、0～2﹪ZnO、1～3﹪CaO、1～5﹪BaO、5～12﹪Na₂O、0～3﹪K₂O、20～38﹪PbO、3～6﹪Al₂O₃、0.01～0.03﹪Er₂O₃、0.07～10﹪着色剂。

步骤(2)可根据细磨废含铅玻璃的化学组成添加工业原料，调节细磨废含铅玻璃中各组分百分比；依据不同产品的颜色需求，在细磨废含铅玻璃中添加着色剂。

步骤(3).将调节化学组成后的细磨废含铅玻璃放入混料机中混匀后，置于池窑内进行高温熔化，熔化温度750～980℃，时间为2～6h，依据设计形状进行人工成形或机械成型，得到成形后的制品。

步骤(4).将成形后的制品送入退火窑内退火，退火温度为450～550℃，时间为2～10h，冷却至常温，得到琉璃。

所述的废含铅玻璃为CRT屏玻璃、CRT锥玻璃、防辐射玻璃、含铅玻璃管、废含铅玻璃器皿、废琉璃、CRT屏锥封接的低熔点玻璃中的一种或多种。

所述的着色剂为绿色着色剂、天蓝色着色剂、深蓝色着色剂、紫色着色剂、金黄色着色剂中的一种或多种。

所述的绿色着色剂为Cr₂O₃与CuO的混合物，天蓝色着色剂为CuO与CoO的混合物，深蓝色着色剂为CoO，紫色着色剂为Mn₂O₃，金黄色着色剂为TiO₂与CeO₂的混合物。

本发明克服了现有琉璃制备技术存在的工艺复杂、原料成本和能耗高等缺点；以废含铅玻璃为主要原料制备琉璃，具有工艺流程简单、原料来源广泛、能耗低等优点，可制成光泽好、软化点低、料性长的琉璃产品，适合我国南方和北方现有各种类型的琉璃制品厂，易于大规模工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的分析。

实施例1

步骤(1).将 CRT屏玻璃粗碎至1mm，粗碎后放入滚筒球磨机进行细磨，得到粒径为150目的细磨废含铅玻璃； 

步骤(2).调节细磨废含铅玻璃化学组分，使细磨废含铅玻璃中各组分质量百分比如下：55﹪SiO₂、0.1﹪B₂O₃、1﹪ZnO、3﹪CaO、2.5﹪BaO、12﹪Na₂O、0.3﹪K₂O、20﹪PbO、6﹪Al₂O₃、0.03﹪Er₂O₃、0.07﹪绿色着色剂；所述的绿色着色剂为Cr₂O₃与CuO的质量比为6:1的混合物。

步骤(3).将调节化学组分后的细磨废含铅玻璃放入混料机中混匀后，置于池窑内进行高温熔化，熔化温度750℃，时间控制为6 h，依据设计形状进行人工成形，得到成形后的制品；

步骤(4).将成形后的制品送入退火窑内退火，退火温450℃，时间控制为10h，缓慢冷却至常温，得到绿色的琉璃。

实施例2

步骤(1).将 CRT锥玻璃粗碎至2 mm，粗碎后放入滚筒球磨机进行细磨，得到粒径为200目的细磨废含铅玻璃；

步骤(2).调节细磨废含铅玻璃化学组分，使细磨废含铅玻璃中各组分质量百分比如下：65﹪SiO₂、0.2﹪B₂O₃、0.2﹪ZnO、1﹪CaO、2﹪BaO、7.49﹪Na₂O、0.4﹪K₂O、20﹪PbO、3﹪Al₂O₃、0.01﹪Er₂O₃、0.7﹪深蓝色着色剂CoO；

步骤(3).将调节化学组分后的细磨废含铅玻璃放入混料机中混匀后，置于池窑内进行高温熔化，熔化温度980℃，时间控制为2 h，依据设计形状进行人工成形，得到成形后的制品；

步骤(4).将成形后的制品送入退火窑内退火，退火温度450℃，时间控制为10h，缓慢冷却至常温，得到深蓝色的琉璃。

实施例3

步骤(1).将 CRT屏锥封接的低熔点玻璃粗碎至3 mm，粗碎后放入滚筒球磨机进行细磨，得到粒径为300目的细磨废含铅玻璃；

步骤(2).调节细磨废含铅玻璃化学组分，使细磨废含铅玻璃中各组分质量百分比如下：50﹪SiO₂、 0.3﹪B₂O₃、1﹪CaO、1.5﹪BaO、5﹪Na₂O、 0.1﹪K₂O、38﹪PbO、4﹪Al₂O₃、0.02﹪Er₂O₃、0.08﹪绿色着色剂；所述的绿色着色剂为Cr₂O₃与CuO的质量比为3:1的混合物。

步骤(3).将调节化学组分后的细磨废含铅玻璃放入混料机中混匀后，置于池窑内进行高温熔化，熔化温度800℃，时间控制为3 h，依据设计形状进行人工成形，得到成形后的制品；

步骤(4).将成形后的制品送入退火窑内退火，退火温度460℃，时间控制为9.5 h，缓慢冷却至常温，得到绿色的琉璃。

实施例4

步骤(1).将含铅玻璃管粗碎至2 mm，粗碎后放入滚筒球磨机进行细磨，得到粒径为200目的细磨废含铅玻璃；

步骤(2).调节细磨废含铅玻璃化学组分，使细磨废含铅玻璃中各组分质量百分比如下：50﹪SiO₂、2.5﹪B₂O₃、0.5﹪ZnO、1﹪CaO、5﹪BaO、7﹪Na₂O、20﹪PbO、3.97﹪Al₂O₃、0.03﹪Er₂O₃、10﹪金黄色着色剂；所述的金黄色着色剂为TiO₂与CeO₂的质量比为4.4:5.6的混合物。

步骤(3).将调节化学组分后的细磨废含铅玻璃放入混料机中混匀后，置于池窑内进行高温熔化，熔化温度850℃，时间控制为4 h，依据设计形状进行人工成形，得到成形后的制品；

步骤(4).将成形后的制品送入退火窑内退火，退火温度480℃，时间控制为8h，缓慢冷却至常温，得到金黄色的琉璃。

实施例5

步骤(1).将废弃含铅玻璃器皿粗碎至2mm，粗碎后放入滚筒球磨机进行细磨，得到粒径为200目的细磨废含铅玻璃；

步骤(2).调节细磨废含铅玻璃化学组分，使细磨废含铅玻璃中各组分质量百分比如下：52﹪SiO₂、1﹪B₂O₃、2﹪ZnO、1.2﹪CaO、1.4﹪BaO、5.3﹪Na₂O、3﹪K₂O、25.09﹪PbO、3﹪Al₂O₃、0.01﹪Er₂O₃、6﹪紫色着色剂Mn₂O₃；

步骤(3).将调节化学组分后的细磨废含铅玻璃放入混料机中混匀后，置于池窑内进行高温熔化，熔化温度900℃，时间控制为4 h，依据设计形状进行人工成形，得到成形后的制品；

步骤(4).将成形后的制品送入退火窑内退火，退火温度500℃，时间控制为6h，缓慢冷却至常温，得到紫色的琉璃。

实施例6

步骤(1).将废琉璃粗碎至1mm，粗碎后放入滚筒球磨机进行细磨，得到粒径为100目的细磨废含铅玻璃；

步骤(2).调节细磨废含铅玻璃化学组分，使细磨废含铅玻璃中各组分质量百分比如下：54﹪SiO₂、1﹪B₂O₃、2﹪ZnO、1.21﹪CaO、1.44﹪BaO、5.34﹪Na₂O、3﹪K₂O、20﹪PbO、3﹪Al₂O₃、0.01﹪Er₂O₃、9﹪紫色着色剂Mn₂O₃；

步骤(3).将调节化学组分后的细磨废含铅玻璃放入混料机中混匀后，置于池窑内进行高温熔化，熔化温度900℃，时间控制为3.5 h，依据设计形状进行人工成形，得到成形后的制品；

步骤(4).将成形后的制品送入退火窑内退火，退火温度520℃，时间控制为5 h，缓慢冷却至常温，得到紫色的琉璃。

实施例7

步骤(1).将 CRT屏玻璃、CRT锥玻璃粗碎至2 mm，粗碎后放入滚筒球磨机进行细磨，得到粒径为200目的细磨废含铅玻璃；

步骤(2).调节细磨废含铅玻璃化学组分，使细磨废含铅玻璃中各组分质量百分比如下：54﹪SiO₂、2﹪B₂O₃、2﹪ZnO、1.21﹪CaO、1.42﹪BaO、7.66﹪Na₂O、3﹪K₂O、22.1﹪PbO、5.8﹪Al₂O₃、0.01﹪Er₂O₃、0.8﹪深蓝色着色剂CoO；

步骤(3).将调节化学组分后的细磨废含铅玻璃放入混料机中混匀后，置于池窑内进行高温熔化，熔化温度950℃，时间控制为2.5 h，依据设计形状进行人工成形，得到成形后的制品；

步骤(4).将成形后的制品送入退火窑内退火，退火温度550℃，时间控制为3h，缓慢冷却至常温，得到深蓝色的琉璃。

实施例8

步骤(1).将CRT屏玻璃、CRT锥玻璃和含铅玻璃管粗碎至2 mm，粗碎后放入滚筒球磨机进行细磨，得到粒径为200目的细磨废含铅玻璃；

步骤(2).调节细磨废含铅玻璃化学组分，使细磨废含铅玻璃中各组分质量百分比如下：52.2﹪SiO₂、2﹪B₂O₃、2﹪ZnO、1.2﹪CaO、1﹪BaO、5.3﹪Na₂O、3﹪K₂O、22.78﹪PbO、5.8﹪Al₂O₃、0.02﹪Er₂O₃、4.7﹪金黄色着色剂；所述的金黄色着色剂为TiO₂与CeO₂的质量比为3.5:1.2的混合物。

步骤(3).将调节化学组分后的细磨废含铅玻璃放入混料机中混匀后，置于池窑内进行高温熔化，熔化温度960℃，时间控制为2 h，依据设计形状进行人工成形，得到成形后的制品；

步骤(4).将成形后的制品送入退火窑内退火，退火温度550℃，时间控制为2h，缓慢冷却至常温，得到金黄色的琉璃。

实施例9

步骤(1).将防辐射玻璃粗碎至2 mm，粗碎后放入滚筒球磨机进行细磨，得到粒径为200目的细磨废含铅玻璃；

步骤(2).调节细磨废含铅玻璃化学组分，使细磨废含铅玻璃中各组分质量百分比如下：54.2﹪SiO₂、2﹪B₂O₃、1.2﹪CaO、1﹪BaO、5.3﹪Na₂O、3﹪K₂O、22.78﹪PbO、5.8﹪Al₂O₃、0.02﹪Er₂O₃、4.7﹪天蓝色着色剂；所述的金黄色着色剂为CuO与CoO的质量比为2:2.7的混合物。

步骤(3).将调节化学组分后的细磨废含铅玻璃放入混料机中混匀后，置于池窑内进行高温熔化，熔化温度980℃，时间控制为2 h，依据设计形状进行人工成形，得到成形后的制品；

步骤(4).将成形后的制品送入退火窑内退火，退火温度550℃，时间控制为2h，缓慢冷却至常温，得到天蓝色的琉璃。

上述实施例1～9步骤(2)可根据细磨废含铅玻璃的化学组成添加工业原料，调节细磨废含铅玻璃中各组分百分比。

上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种以废含铅玻璃为原料制备琉璃的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤(1).将废含铅玻璃粗碎至1～3mm，粗碎后放入滚筒球磨机进行细磨，得到粒径为150～300目的细磨废含铅玻璃；

步骤(2).调节细磨废含铅玻璃化学组成，使细磨废含铅玻璃中各组分的质量百分比如下：50～65﹪SiO₂、0.1～2.5﹪B₂O₃、0～2﹪ZnO、1～3﹪CaO、1～5﹪BaO、5～12﹪Na₂O、0～3﹪K₂O、20～38﹪PbO、3～6﹪Al₂O₃、0.01～0.03﹪Er₂O₃、0.07～10﹪着色剂；

步骤(3).将调节化学组成后的细磨废含铅玻璃放入混料机中混匀后，置于池窑内进行高温熔化，熔化温度750～980℃，时间为2～6h，依据设计形状进行人工成形或机械成型，得到成形后的制品；

步骤(4).将成形后的制品送入退火窑内退火，退火温度为450～550℃，时间为2～10h，冷却至常温，得到琉璃。

2.如权利要求1所述的一种以废含铅玻璃为原料制备琉璃的方法，其特征在于步骤(1)所述的废含铅玻璃为CRT屏玻璃、CRT锥玻璃、含铅玻璃管、废含铅玻璃器皿、废琉璃、CRT屏锥封接的低熔点玻璃中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种以废含铅玻璃为原料制备琉璃的方法，其特征在于步骤(2)所述的着色剂为绿色着色剂、天蓝色着色剂、深蓝色着色剂、紫色着色剂、金黄色着色剂中的一种或多种；

所述的绿色着色剂为Cr₂O₃与CuO的混合物，天蓝色着色剂为CuO与CoO的混合物，深蓝色着色剂为CoO，紫色着色剂为Mn₂O₃，金黄色着色剂为TiO₂与CeO₂的混合物。