CN106007376A - 一种利用熔融态高温磷渣液制备饰面玻璃的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用熔融态高温磷渣液制备饰面玻璃的方法，属于废物资源化领域，以石英石、纯碱、萤石作为辅助原料，添加到高温磷渣液中，采用备料、预热、配料、熔制、成型、退火，最后进行再加工得到饰面玻璃；本发明可有效利用磷电炉排出高温磷渣的热能，直接制成具有装饰效果的饰面玻璃，使磷化工中产生的磷渣和热能同时得到利用，极大减少了黄磷渣排放对环境造成的影响，并能产生更大的经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种用高温磷渣液制备饰面玻璃的方法和工艺，属于固废资源化领域。
背景技术
黄磷炉渣是电炉法制备黄磷时，由磷灰石、石英、焦炭在电弧炉中以1600℃左右高温熔炼，发生反应后排出的废渣。每生产1吨黄磷产生出炉渣8~10吨，目前我国黄磷炉渣年排放量达到200多万吨，常年排放未达到有效利用，作为工业废渣堆积如山。其主要成分是CaO和SiO2，两者总含量平均在90%以上，此外还含有少量的TiO2、Fe2O3、P2O5、MgO、F、K2O和Na2O等，以非玻璃态为主。
饰面玻璃性能优良，与同等功能天然大理石等材质相比，外观、性能更好，装饰效果更佳，可用于建筑物内外墙、地面、家具、厨房和卫生间台面等装饰，是一种高档、绿色环保的现代装饰材料。
常规生产工艺中，电磷炉排放出的熔融态高温炉渣在水淬冷却过程中会浪费大量热能，使用时需再次加热熔化，能耗高，存使得生产成本过高，不适合大规模生产等，直接利用高温熔融态磷渣制备饰面玻璃可节省大量热能，使作为废物排放的磷渣得到充分利用，从而大幅度减少土地占用，降低磷渣中的磷酸盐、氟化物和重金属等有害物质对环境的污染，生产出的饰面玻璃能直接产生较大的经济价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用熔融态高温磷渣制备饰面玻璃的方法，具体包括以下步骤：
（1）以石英砂、纯碱、萤石作为辅料，将辅料干燥并球磨，按照石英砂、纯碱、萤石的质量比为25~31︰3~5︰1~2的比例，分别称量辅料并混合均匀后，预热至1300~1400℃，备用；
（2）按照磷渣液与辅料质量比为62~71︰29~38的比例，将辅料与电磷炉排出的高温磷渣液混合，1400~1500℃混熔240min~360min，得到玻璃液；
（3）采用常规方法将步骤（2）产生的玻璃液成型，得到饰面玻璃毛板；
（4）将步骤（3）得到的饰面玻璃毛板在550~650℃退火120min~240min，退火后冷却至室温；经打磨、切割、抛光，得到饰面玻璃。
优选的，步骤（1）采用热风干燥辅料。
优选的，步骤（1）球磨后的辅料过40目筛筛分。
优选的，步骤（2）中升温到混熔温度的升温速率为5℃/min~10℃/min。
优选的，步骤（4）退火后的降温速率≤5℃/min。
本发明与现在有技术相比有如下有益效果：
（1）有效利用熔融态高温磷渣液的热能，电磷炉排出的磷渣温度在1350℃以上，是一种高温熔融态物质，蕴含大量热能，现役的磷渣资源化技术通常是讲水淬冷却后的磷渣作为原料，本发明直接利用高温磷渣液作为主要原料进行饰面玻璃的制备，可以有效回收利用磷渣液热能。
（2）降低了玻璃熔制过程能耗，现役玻璃熔制工艺需将配料加热到1300~1600℃左右，在熔制温度下需保温较长时间，消耗大量热能，本发明将辅助原料预热直接与熔融态磷渣液混合，节约了部分原料升温的能耗。
（3）有效实现磷渣资源化，本发明将熔融态高温磷渣液直接制成饰面玻璃，制成玻璃后，磷渣全部资源化。
（4）环境效益。本发明直接以熔融态高温磷渣液作为主要原料生产饰面玻璃，磷渣添加量最多可达71%，可以大量消纳磷渣，极大缓解堆积磷渣对土地资源的大量占用问题，有效降低黄磷生产对周边环境和居民人身健康造成的威胁。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方法
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例所述利用熔融态高温磷渣液制备饰面玻璃的方法，具体包括以下步骤：
（1）以石英砂、纯碱、萤石作为辅料，采用热风将辅料进行干燥，干燥后球磨，辅料过40目筛筛分，按照石英砂、纯碱、萤石的质量比为25︰4︰1的比例，称量辅料并混合均匀后，投入到窑炉中预热至1350℃，备用；
（2）按照磷渣液与辅助原料质量比62︰29的比例，将电磷炉排出的高温磷渣液通过流液槽流入池窑，并将上述步骤(1)中的辅料同步投入池窑，按照10℃/min的升温速率，将磷渣液与辅料在池窑中升温到1420℃，混熔240min，得到玻璃液；
（3）将玻璃液从池窑出料口流出，压延浇铸成型，得到饰面玻璃毛板；
（4）将步骤（3）的饰面玻璃毛板按10℃/min速率冷却至580℃，在580℃退火200min，退火后以5℃/min的降温速率，冷却至室温，然后再打磨、切割、抛光后，得到饰面玻璃。
实施例2
本实施例所述利用熔融态高温磷渣液制备饰面玻璃的方法，具体包括以下步骤：
（1）以石英砂、纯碱、萤石作为辅料，采用热风将辅料进行干燥，干燥后球磨，辅料过40目筛筛分，按照石英砂、纯碱、萤石的质量比为31︰3︰1的比例，称量辅料并混合均匀后，投入窑炉中预热至1400℃，备用；
（2）按照磷渣液与辅助原料质量比62︰38的比例，将电磷炉排出的高温磷渣液通过流液槽流入池窑，并将上述步骤(1)中的辅料同步投入池窑，按照10℃/min的升温速率，将磷渣液与辅料在池窑中升温到1500℃，混熔360min，得到玻璃液；
（3）将玻璃液从池窑出料口流出，伏法浇铸成型，得到饰面玻璃毛板；
（4）将步骤（3）的饰面玻璃毛板按10℃/min速率冷却至650℃，在650℃退火240min，退火后以5℃/min的降温速率，冷却至室温，然后再打磨、切割、抛光后，得到饰面玻璃。
实施例3
本实施例所述利用熔融态高温磷渣液制备饰面玻璃的方法，具体包括以下步骤：
（1）以石英砂、纯碱、萤石作为辅料，采用热风将辅料进行干燥，干燥后球磨，辅料过40目筛筛分，按照石英砂、纯碱、萤石的质量比为28︰5︰ 2的比例，称量辅料并混合均匀后，投入到窑炉中预热至1400℃，备用；
（2）按照磷渣液与辅助原料质量比65︰35的比例，将电磷炉排出的高温磷渣液通过流液槽流入池窑，并将上述步骤（1）中的辅料同步投入池窑，按照5℃/min的升温速率，将磷渣液与辅料在池窑中升温到1450℃，混熔240min，得到玻璃液；
（3）将玻璃液从池窑出料口流出，伏法浇铸成型，得到饰面玻璃毛板；
（4）将步骤（3）的饰面玻璃毛板按7℃/min速率冷却至600℃，在600℃退火220min，退火后以4℃/min的降温速率，冷却至室温，然后再打磨、切割、抛光后，得到饰面玻璃。
实施例4
本实施例所述利用熔融态高温磷渣液制备饰面玻璃的方法，具体包括以下步骤：
（1）以石英砂、纯碱、萤石作为辅料，采用热风将辅料进行干燥，干燥后球磨，辅料过40目筛筛分，按照石英砂、纯碱、萤石的质量比为25︰4︰ 1的比例，称量辅料并混合均匀后，投入到窑炉中预热至1380℃，备用；
（2）按照磷渣液与辅助原料质量比71︰29的比例，将电磷炉排出的高温磷渣液通过流液槽流入池窑，并将上述步骤(1)中的辅料同步投入池窑，按照8℃/min的升温速率，将磷渣液与辅料在池窑中升温到1400℃，混熔280min，得到玻璃液；
（3）将玻璃液从池窑出料口流出，压延浇铸成型，得到饰面玻璃毛板；
（4）将步骤（3）的饰面玻璃毛板按5℃/min速率冷却至550℃，在550℃退火120min，退火后以3℃/min的降温速率，冷却至室温，然后再打磨、切割、抛光后，得到饰面玻璃。
实施例5
本实施例所述利用熔融态高温磷渣液制备饰面玻璃的方法，具体包括以下步骤：
（1）以石英砂、纯碱、萤石作为辅料，采用热风将辅料进行干燥，干燥后球磨，辅料过40目筛筛分，按照石英砂、纯碱、萤石的质量比为30︰4︰1.5的比例，称量辅料并混合均匀后，投入到窑炉中预热至1300℃，备用；
（2）按照磷渣液与辅助原料质量比71︰38的比例，将电磷炉排出的高温磷渣液通过流液槽流入池窑，并将上述步骤(1)中的辅料同步投入池窑，按照5℃/min的升温速率，将磷渣液与辅料在池窑中升温到1480℃，混熔300min，得到玻璃液；
（3）将玻璃液从池窑出料口流出，压延浇铸成型，得到饰面玻璃毛板；
（4）将步骤（3）的饰面玻璃毛板按5℃/min速率冷却至590℃，在590℃退火180min，退火后以2℃/min的降温速率，冷却至室温，然后再打磨、切割、抛光后，得到饰面玻璃。
将实施例1~5制备的饰面玻璃进行性能检测，所得具体检测数据见下表1。
表1
。
Claims (5)
1.一种利用熔融态高温磷渣液制备饰面玻璃的方法，其特征在于，具体方法包括以下步骤：
（1）以石英砂、纯碱、萤石作为辅料，将辅料干燥并球磨，按照石英砂、纯碱、萤石的质量比为25~31︰3~5︰1~2的比例，分别称量辅料并混合均匀后，预热至1300~1400℃，备用；
（2）按照磷渣液与辅料质量比为62~71︰29~38的比例，将辅料与高温磷渣液混合，1400~1500℃混熔240min~360min，得到玻璃液；
（3）采用常规方法将步骤（2）产生的玻璃液成型，得到饰面玻璃毛板；
（4）将步骤（3）得到的饰面玻璃毛板在550~650℃退火120min~240min，退火后冷却至室温，经打磨、切割、抛光，得到饰面玻璃。
2.根据权利要求1所述利用熔融态高温磷渣液制备饰面玻璃的方法，其特征在于，采用热风干燥辅料。
3.根据权利要求1所述利用熔融态高温磷渣液制备饰面玻璃的方法，其特征在于，步骤（1）球磨后的辅料过40目筛筛分。
4.根据权利要求1所述利用熔融态高温磷渣液制备饰面玻璃的方法，其特征在于，步骤（2）中升温到混熔温度的升温速率为5℃/min~10℃/min。
5.根据权利要求1所述利用熔融态高温磷渣液制备饰面玻璃的方法，其特征在于，步骤（4）退火后的降温速率≤5℃/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |