CN103864305A - 一种石渣玻璃陶瓷及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石渣玻璃陶瓷及其制备方法与应用，通过以30％～75％的石渣、10％～50％的赤泥与5％～50％的钢渣为原料，采用高温熔融法制备高附加值石渣玻璃陶瓷产品，固体废弃物利用率100％，极大的减少了石渣、赤泥以及钢渣堆放的土地成本、堆场建设和维护费用，避免了石渣、赤泥以及钢渣对周围土地环境、水源和空气的污染，有利于节约土地资源，保护环境。本发明的石渣玻璃陶瓷强度高，质感好、能够很好的应用在生产建筑装饰材料、工业耐磨耐蚀材料及工艺品，产品质量可靠，市场前景广阔。

Description

一种石渣玻璃陶瓷及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于环保及新材料领域，尤其涉及一种石渣玻璃陶瓷及其制备方法与应用。

背景技术

随着石材产业不断发展壮大，石材加工企业的剩余(下脚料、边角料)越来越多，尤其是石材锯解后产生的石渣。据介绍，每生产30平方米的板材，产生的石渣等废料大约有1吨。全球石材加工业一年约产生2733万吨石渣废料；仅我国产生的石渣废料就约859万吨，占全球总量的31.4％。日积月累，废料、石渣堆积成山，长时间不但占压土地，还严重污染环境，现已成了长期制约企业发展的一大痼疾。

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1～1.8吨吨赤泥。预计到2015年，赤泥累计堆存量将达到3.5亿吨。目前，我国赤泥综合利用率仅为4％。钢渣是炼钢工业排出的废渣。目前，我国的钢渣排放量约为粗钢产量15％～20％。据资料统计，我国钢渣有效利用率仅为10％左右。大量的钢渣和赤泥弃置堆积形成渣山，不仅占用了大量的土地，还污染环境，破坏自然生态，给环境和企业带来很大负担。

石渣、赤泥以及钢渣的堆放不但要占用大量土地，而且极易造成环境污染。到目前为止石渣的利用率不高，赤泥综合利用率仅为4％，而钢渣的综合利用率不超过10％，因此石渣、赤泥和钢渣的利用任务十分艰巨。从石渣、赤泥和钢渣的综合利用效益来看，目前石渣主要是用于化工原料的填充剂、土壤除酸剂、聚合物改性等，赤泥主要应用于墙体材料、颜料、金属回收等，而钢渣主要应用于道路渣石和回填工程材料、水泥添加料、砌砖等。上述应用多数只有社会效益，没有经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用石渣等固体废弃物制备得到的石渣玻璃陶瓷，旨在解决石渣、赤泥以及钢渣固体废弃物综合利用率不高并导致污染环境的问题，同时减少自然矿物资源的消耗。

本发明的另一目的在于提供上述石渣玻璃陶瓷的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述石渣玻璃陶瓷的应用。

本发明是这样实现的，一种石渣玻璃陶瓷，由以下按质量份计组分为原料制备而成：

石渣     30％～75％

赤泥     10％～50％

钢渣     5％～50％。

优选地，所述石渣为花岗岩石材切磨加工过程中产生的石粉及剩余的下脚料、边角料等废石渣。

本发明进一步提供了一种上述石渣玻璃陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

(1)将30％～75％的石渣、10％～50％的赤泥与5％～50％的钢渣均匀混合，置于高温炉在1400℃～1600℃温度经1～4h熔化，调节温度为550℃～650℃并保持30min～1h后随炉冷却，得到基础玻璃；

(2)将步骤(1)得到的基础玻璃在成型后置于热处理炉中，在800℃～1050℃温度下保温1h进行析晶热处理，冷却后得到石渣玻璃陶瓷。

本发明进一步提供了一种上述石渣玻璃陶瓷的应用，用于生产建筑装饰材料、工业耐磨耐蚀材料及工艺品。

为了提高石渣的利用率，同时降低赤泥以及钢渣固体废弃物的污染，本发明提供了一种石渣玻璃陶瓷及其制备方法，通过以30％～75％的石渣、10％～50％的赤泥与5％～50％的钢渣为原料，采用高温熔融法制备高附加值产品的石渣玻璃陶瓷，固体废弃物利用率100％，制得的石渣玻璃陶瓷强度高、质感好，可用做建筑装饰材料、工业耐磨耐蚀材料及工艺品的生产。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

(1)将75％的石渣、10％的赤泥与15％的钢渣均匀混合，置于高温炉在1400℃温度经1h熔化，调节温度为550℃并保持30min后随炉冷却，得到基础玻璃;

(2)将步骤(1)得到的基础玻璃在成型后置于热处理炉中，在800℃温度下保温1h进行析晶热处理，冷却后得到石渣玻璃陶瓷1。

实施例2

(1)将30％的石渣、30％的赤泥与40％的钢渣均匀混合，置于高温炉在1400℃温度经4h熔化，调节温度为550℃并保持1h后随炉冷却，得到基础玻璃；

(2)将步骤(1)得到的基础玻璃在成型后置于热处理炉中，在800℃温度下保温1h进行析晶热处理，冷却后得到石渣玻璃陶瓷2。

实施例3

(1)将60％的石渣、10％的赤泥与30％的钢渣均匀混合，置于高温炉在1500℃温度经2h熔化，调节温度为600℃并保持40min后随炉冷却，得到基础玻璃；

(2)将步骤(1)得到的基础玻璃在成型后置于热处理炉中，在1000℃温度下保温1h进行析晶热处理，冷却后得到石渣玻璃陶瓷3。

实施例4

(1)将45％的石渣、50％的赤泥与5％的钢渣均匀混合，置于高温炉在1500℃温度经2h熔化，调节温度为600℃并保持40min后随炉冷却，得到基础玻璃；

(2)将步骤(1)得到的基础玻璃在成型后置于热处理炉中，在1000℃温度下保温1h进行析晶热处理，冷却后得到石渣玻璃陶瓷4。

实施例5

(1)将35％的石渣、15％的赤泥与50％的钢渣均匀混合，置于高温炉在1400℃温度经4h熔化，调节温度为550℃并保持1h后随炉冷却，得到基础玻璃；

(2)将步骤(1)得到的基础玻璃在成型后置于热处理炉中，在800℃温度下保温1h进行析晶热处理，冷却后得到石渣玻璃陶瓷5。

对比实施例1

(1)将30％的石渣、40％的赤泥与30％的河砂均匀混合，置于高温炉在1400℃～1600℃温度经1～4h熔化，调节温度为550℃～650℃并保持30min～1h后随炉冷却，得到基础玻璃；

(2)将步骤(1)得到的基础玻璃在成型后置于热处理炉中，在800℃～1050℃温度下保温1h进行析晶热处理，冷却后得到石渣玻璃陶瓷6。

对比实施例2

(1)将20％的石渣、70％的赤泥与10％的钢渣均匀混合，置于高温炉在1500℃温度经2h熔化，调节温度为600℃并保持40min后随炉冷却，得到基础玻璃；

(2)将步骤(1)得到的基础玻璃在成型后置于热处理炉中，在1000℃温度下保温1h进行析晶热处理，冷却后得到石渣玻璃陶瓷7。

效果实施例

将上述实施例和对比实施例中制备的石渣玻璃陶瓷1～7进行性能测试，测试指标和方法为：抗折强度根据GB／T9966.2-1988测试方法测试，维氏硬度根据GB／T16534-2009的测试方法测试，测试结果如下表1所示：

表1石渣玻璃陶瓷1～7性能测试结果

从表1中可以看出，本发明制备出的石渣玻璃陶瓷1～5的维氏硬度值≥800MPa，抗折强度值≥130MPa，最高抗折强度值达到178MPa，而对比实施例1和2所制备的石渣玻璃陶瓷6～7的维氏硬度值和抗折强度值则比石渣玻璃陶瓷1～5相差较多。由于本发明的石渣玻璃陶瓷强度高、质感好，能够很好的应用在制造建筑装饰材料、工业耐磨耐蚀材料及工艺品方面，产品质量可靠，市场前景广阔。

相比与现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的石渣玻璃陶瓷的制备所需原材料均为固体废弃物，原料成本低，制备方法简单，有利于工业化生产推广。

(2)本发明中固体废弃物的利用率达到100％，极大的减少了石渣、钢渣以及赤泥堆放土地成本、堆场建设和维护费用，避免了石渣、钢渣以及赤泥对周围土地环境、水源和空气的污染，有利于节约土地资源，保护环境。

(3)本发明的石渣玻璃陶瓷强度高、质感好，能够很好的用于生产建筑装饰材料、工业耐磨耐蚀材料及工艺品，产品质量可靠，市场前景广阔。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种石渣玻璃陶瓷，其特征在于，由以下按质量份计组分为原料制备而成：

石渣     30％～75％

赤泥     10％～50％

钢渣     5％～50％。

2.如权利要求1所述的石渣玻璃陶瓷，其特征在于，所述石渣为花岗岩石材切磨加工过程中产生的石粉及剩余的下脚料、边角料废石渣。

3.一种石渣玻璃陶瓷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将30％～75％的石渣、10％～50％的赤泥与5％～50％的钢渣均匀混合，置于高温炉在1400℃～1600℃温度经1～4h熔化，调节温度为550℃～650℃并保持30min～1h后随炉冷却，得到基础玻璃；

(2)将步骤(1)得到的基础玻璃在成型后置于热处理炉中，在800℃～1050℃温度下保温1h进行析晶热处理，冷却后得到石渣玻璃陶瓷。

4.一种石渣玻璃陶瓷的应用，其特征在于，用于生产建筑装饰材料、工业耐磨耐蚀材料及工艺品。