CN108516688A - 一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法 - Google Patents

一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108516688A
CN108516688A CN201810716580.2A CN201810716580A CN108516688A CN 108516688 A CN108516688 A CN 108516688A CN 201810716580 A CN201810716580 A CN 201810716580A CN 108516688 A CN108516688 A CN 108516688A
Authority
CN
China
Prior art keywords
crystallization
glass
aluminium ash
minutes
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810716580.2A
Other languages
English (en)
Inventor
秦刚
秦小平
彭文钢
徐国梁
邓龚铃
姜小元
楼贤春
王刚琳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SICHUAN YIMING MICROCRYSTALLINE TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
SICHUAN YIMING MICROCRYSTALLINE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SICHUAN YIMING MICROCRYSTALLINE TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SICHUAN YIMING MICROCRYSTALLINE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201810716580.2A priority Critical patent/CN108516688A/zh
Publication of CN108516688A publication Critical patent/CN108516688A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C10/00—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition
    • C03C10/0063—Devitrified glass ceramics, i.e. glass ceramics having a crystalline phase dispersed in a glassy phase and constituting at least 50% by weight of the total composition containing waste materials, e.g. slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B25/00—Annealing glass products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B32/00—Thermal after-treatment of glass products not provided for in groups C03B19/00, C03B25/00 - C03B31/00 or C03B37/00, e.g. crystallisation, eliminating gas inclusions or other impurities; Hot-pressing vitrified, non-porous, shaped glass products
    • C03B32/02—Thermal crystallisation, e.g. for crystallising glass bodies into glass-ceramic articles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/002—Use of waste materials, e.g. slags

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法，包括如下步骤：步骤一、原料选择；步骤二、原料混合；步骤三、混合料的熔化；步骤四、压延成形；步骤五、退火；步骤六、晶化。本发明利用铝灰为主要原料制备微晶玻璃，利用率达50％以上，变废为宝，有效解决铝灰带来的环境危害。所制备的微晶玻璃主晶相为尖晶石，次晶相为闪石，莫氏硬度最高可达8级，耐磨性能优良，可用作耐磨防腐材料。生产的尖晶石系列微晶玻璃，产品抗压强度400～500MPa，抗弯强度70～90MPa。

Description

一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法
技术领域
本发明涉及一种微晶玻璃的制备方法，具体涉及一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法。
背景技术
矿渣微晶玻璃是以冶金渣、尾矿等工业废渣及天然矿物为主要原料，引入一定量的晶核剂、助熔剂等辅助原料，经配料、熔化、成型、退火、晶化等工序制成的一种微晶材料。随着我国工业化进程的加快，各种矿渣、尾矿大量排放和堆积，造成了极为严重的环境问题。
目前市场上的微晶玻璃多数以天然矿物或纯化学物质为主要原料，生产成本高，原材料储量较低，而矿渣微晶玻璃主要利用各种工业废弃物配合少量的添加剂进行生产，成本低廉，原料储量丰富，同时解决废渣带来的环境问题。
随着矿渣、工业废渣等固体废弃物的排放量日益剧增。铝制品的使用率逐年提高，目前全世界铝的产量和消费量已超过2700万吨/年，并且每年以1％～3％的速度增长。近几年我国铝生产能力及产量大幅度增加，产量已占世界原铝产量的1/4以上。铝冶炼过程中会产生1％～3％的铝灰，铝灰中含有很多直接或间接危害环境的元素或化合物(如铝灰中的Al4C3和AlN遇水会分别产生CH4和NH3)，如果直接将其填埋，会对环境造成严重威胁。随着铝工业的发展，铝灰的回收利用已经成为世界性的问题。但由于目前回收利用铝灰仅仅只是回收其中的单质铝，而对产生的废弃物没有得到很好的利用，且回收过程产生的污染极大，能耗高。利用铝灰制备微晶，不仅能保证对铝灰的有效利用，同时生产过程中污染小，能耗低。
在铝冶炼、成型过程中会产生多种副产品。作为铝工业主要的副产品，铝灰产生于所有铝发生熔融的工序，给生态环境造成一定程度的污染。通过成分检测发现铝灰的主要成分为：Al2O3(50～75％)及Na2O(8～12％)等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法。
本发明是这样实现的：
一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法，包括如下步骤：
步骤一、原料选择
选择如下重量百分比的原料：
原料名称 氟硅酸钠 纯碱 轻烧镁 铝灰 石英砂
重量比例(％) 2.8～6.5 3.2～9.5 14～18.9 51～60.5 12～20
其中，以铝灰废弃物为主要原料，氟硅酸钠(提供F)、纯碱(提供Na2O)、轻烧镁(提供MgO)、铝灰(提供Al2O3、K2O、CaO、Fe2O3、TiO2)、石英砂(提供SiO2)，均可在周边采购，且化学成份较为稳定，生产成本较低。
经过对上述原料的成分分析，可以得到上述原料的主要成分，如下表：
化学成分 氟硅酸钠 纯碱 轻烧镁 铝灰 石英砂
F 59.43 0.00 0.00 1.91 0.00
Na2O 32.32 57.32 0.01 9.84 0.00
MgO 0.00 0.00 75.61 2.45 0.00
Al2O3 0.00 0.00 0.66 68.14 0.00
SiO2 31.28 0.00 9.60 4.69 99.12
最终，通过合理调整上述原料的用量比例，保证配方体系中主要化学成分满足下表的条件。
化学成份 F Na2O MgO Al2O3 SiO2
重量比(％) 3～5 10～13 14～17 40～45 20～27
步骤二、原料混合
将上述原料按比例称量好后送至混料机中混合，并加入占混合物总重量3～5％的水，混合3～5分钟后，送至全电熔窑加料仓。
步骤三、混合料的熔化
(1)加料：采用自动加料机进行加料，通过红外线液面仪控制加料。
(2)混合料的熔化采用全电熔窑进行
全电熔窑分为主熔化池、流液洞、上升道、和料道几部份，混合料的熔化(熔化温度1500℃～1550℃)、澄清和均化(澄清和均化温度1400～1450℃)时间8小时左右，均在主熔化池进行，澄清、均化好的玻璃经流液洞、上升道进入料道，温度控制在1300℃～1350℃，经料道降温后，进入压延机进行压延成形，成形温度1050℃～1150℃。
步骤四、压延成形
每条生产线采用两台玻璃压延机(一用一备)压延成形，板材厚度、宽度可根据生产要求进行调节，成形的玻璃带经传送辊道进入退火窑退火。
步骤五、退火
玻璃带进入退火窑温度为600～750℃，在600～700℃保温10～20分钟后，按3℃/分～5℃/分的速度降温至520～600℃，再按7℃/分～12℃/分的速度降温至300℃，再经过40～60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割工序。冷端切割工序按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后形成半成品(退火板)，经过渡辊台送至晶化窑晶化。
步骤六、晶化
检测合格的退火板进入晶化窑，经60～120分钟升温至750℃～850℃,在750℃～850℃保温60～90分钟核化，在经60～90分钟升温至1030℃～1080℃,在1030℃～1080℃保温60～120分钟晶化，经90～120分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程。成为晶化板，送至磨切车间进行精加工。
步骤七、磨抛
检测合格的晶化板经ZDML-16全自动磨机进行打磨、抛光等表面加工，然后入库保存。
本发明具有如下优点：
1、利用铝灰为主要原料制备微晶玻璃，利用率达50％以上，变废为宝，有效解决铝灰带来的环境危害。
2、该发明所制备的微晶玻璃主晶相为尖晶石，次晶相为闪石，莫氏硬度最高可达8级，耐磨性能优良，可用作耐磨防腐材料。
3、本发明以铝灰矿渣为主要原料可用于生产尖晶石系列微晶玻璃，产品抗压强度400～500MPa，抗弯强度70～90MPa。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
1、将下述原料准确称量，送入混料机混合(混合时间4分钟，加水27Kg.)。
2、将上述混合料送入全电熔窑熔化，熔化温度1550℃，熔化好的玻璃经澄清和均化后，通过流液洞、上升道进入料道，温度降至1350℃，再进入压延工作池，经压延机压延成形(成形温度1150℃)后进入退火窑。
3、压延后的玻璃板材退火窑进行退火，进窑温度为700℃，在650℃保温15分钟后，按3℃/分的速度降温至550℃,再按9℃/分的速度降温至300℃,再经过60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割线。冷端切割线按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后生成半成品(退火板)，经过渡辊台送至晶化窑晶化。
4、检测合格的退火板进入晶化窑，经120分钟升温至850℃,在850℃保温60分钟核化，在经70分钟升温至1080℃,在1080℃保温60分钟晶化，经120分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程。成为毛板(晶化板)，送至磨切车间精加工。
实施例二
1、将下述原料准确称量，送入混料机混合(混合时间4分钟，加水20Kg.)。
原料名称 氟硅酸钠 纯碱 轻烧镁 铝灰 石英砂
重量(kg) 24.2 40.8 95 292.6 96.7
2、将上述混合料送入全电熔窑熔化，熔化温度1500℃，熔化好的玻璃经澄清和均化后，通过流液洞、上升道进入料道，温度降至1300℃，再进入压延工作池，经压延机压延成形(成形温度1050℃)后进入退火窑。
3、压延后的玻璃板材退火窑进行退火，进窑温度为650℃，在650℃保温15分钟后，按3℃/分的速度降温至580℃,再按9℃/分的速度降温至300℃,再经过60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割线。冷端切割线按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后生成半成品(退火板)，经过渡辊台送至晶化窑晶化。
4、检测合格的退火板进入晶化窑，经60分钟升温至750℃,在750℃保温60分钟核化，在经70分钟升温至1030℃,在1030℃保温60分钟晶化，经100分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程。成为毛板(晶化板)，送至磨切车间精加工。
实施例一成份检测
实施例二成份检测
上述成分实际检测结果中，部分实测值与本发明的设定值有一定的误差，且实测值会由于测定误差导致各主要成分的加和在100％左右，这些误差属于正常范围。
本发明实施例制备的微晶玻璃性能指标如下：
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (4)

1.一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、原料选择
选择如下重量百分比的原料：
原料名称 氟硅酸钠 纯碱 轻烧镁 铝灰 石英砂 重量比例(％) 2.8～6.5 3.2～9.5 14～18.9 51～60.5 12～20
步骤二、原料混合
将上述原料按比例称量好后送至混料机中混合，并加入占混合物总重量3～5％的水，混合3～5分钟后，送至全电熔窑加料仓；
步骤三、混合料的熔化
(1)加料：采用自动加料机进行加料，通过红外线液面仪控制加料；
(2)混合料的熔化采用全电熔窑进行
全电熔窑分为主熔化池、流液洞、上升道和料道几部分，混合料的熔化、澄清和均化时间8小时左右，均在主熔化池进行，澄清、均化好的玻璃经流液洞、上升道进入料道，温度控制在1300℃～1350℃，经料道降温后，进入压延机进行压延成形，成形温度1050℃～1150℃；
步骤四、压延成形
每条生产线采用两台玻璃压延机压延成形，板材厚度、宽度可根据生产要求进行调节，成形的玻璃带经传送辊道进入退火窑退火；
步骤五、退火
玻璃带进入退火窑温度为600～750℃，在600～700℃保温10～20分钟后，按3℃/分～5℃/分的速度降温至520～600℃,再按7℃/分～12℃/分的速度降温至300℃,再经过40～60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割工序；冷端切割工序按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后形成半成品退火板，经过渡辊台送至晶化窑晶化；
步骤六、晶化
检测合格的退火板进入晶化窑，经60～120分钟升温至750℃～850℃,在750℃～850℃保温60～90分钟核化，在经60～90分钟升温至1030℃～1080℃,在1030℃～1080℃保温60～120分钟晶化，经90～120分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程，成为晶化板。
2.根据权利要求1所述利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法，其特征在于：
步骤六得到晶化板之后，将检测合格的晶化板经全自动磨机进行打磨、抛光的表面加工，然后入库保存。
3.根据权利要求1或2所述利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法，其特征在于：
步骤一中，原料选择完成后，保证配方体系中化学成分满足下表的条件：
化学成份 F Na2O MgO Al2O3 SiO2 重量比(％) 3～5 10～13 14～17 40～45 20～27。
4.根据权利要求1所述利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法，其特征在于：
步骤三中，混合料的熔化温度1500℃～1550℃，澄清和均化温度1400℃～1450℃。
CN201810716580.2A 2018-07-03 2018-07-03 一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法 Pending CN108516688A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810716580.2A CN108516688A (zh) 2018-07-03 2018-07-03 一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810716580.2A CN108516688A (zh) 2018-07-03 2018-07-03 一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108516688A true CN108516688A (zh) 2018-09-11

Family

ID=63428059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810716580.2A Pending CN108516688A (zh) 2018-07-03 2018-07-03 一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108516688A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112142333A (zh) * 2020-09-30 2020-12-29 中国科学院过程工程研究所 一种多源含氟废渣微晶玻璃固化体及其制备方法和用途
CN113788623A (zh) * 2021-09-24 2021-12-14 北京科技大学 一种二次铝灰渣无需预处理制备泡沫微晶玻璃的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1109031A (zh) * 1994-03-23 1995-09-27 中国科学院上海硅酸盐研究所 乳浊化仿珍石微晶玻璃材料的制造方法
CN102211874A (zh) * 2011-05-10 2011-10-12 北京科技大学 一种微晶玻璃及其制备方法
CN105601116A (zh) * 2014-11-19 2016-05-25 成都光明光电股份有限公司 高硬度透明微晶玻璃及其制备方法
CN105924014A (zh) * 2016-04-25 2016-09-07 四川名微晶科技股份有限公司 以粉煤灰为原料采用全电熔压延法工艺生产的微晶玻璃及其生产方法
CN107915411A (zh) * 2017-12-18 2018-04-17 北方工业大学 一种铝灰的资源化利用方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1109031A (zh) * 1994-03-23 1995-09-27 中国科学院上海硅酸盐研究所 乳浊化仿珍石微晶玻璃材料的制造方法
CN102211874A (zh) * 2011-05-10 2011-10-12 北京科技大学 一种微晶玻璃及其制备方法
CN105601116A (zh) * 2014-11-19 2016-05-25 成都光明光电股份有限公司 高硬度透明微晶玻璃及其制备方法
CN105924014A (zh) * 2016-04-25 2016-09-07 四川名微晶科技股份有限公司 以粉煤灰为原料采用全电熔压延法工艺生产的微晶玻璃及其生产方法
CN107915411A (zh) * 2017-12-18 2018-04-17 北方工业大学 一种铝灰的资源化利用方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
浙江大学: "《硅酸盐物理化学》", 31 July 1980, 中国建筑工业出版社 *
肖卓豪等: "高热膨胀Na2O-MgO-Al2O3-SiO2微晶玻璃的制备及性能研究", 《人工晶体学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112142333A (zh) * 2020-09-30 2020-12-29 中国科学院过程工程研究所 一种多源含氟废渣微晶玻璃固化体及其制备方法和用途
CN113788623A (zh) * 2021-09-24 2021-12-14 北京科技大学 一种二次铝灰渣无需预处理制备泡沫微晶玻璃的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105924014B (zh) 以粉煤灰为原料采用全电熔压延法工艺生产的微晶玻璃及其生产方法
CN105924013B (zh) 以铬铁合金废渣为原料采用全电熔压延工艺生产的微晶玻璃及生产方法
CN103395995B (zh) 利用废旧玻璃和冶炼废渣生产微晶玻璃的生产方法
CN104926131B (zh) 一种钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃及其制备方法
CN103496850B (zh) 黑色微晶玻璃板材及其生产方法
CN101066837B (zh) 一种环保高耐热乳白晶瓷玻璃及其制备工艺
CN108373266A (zh) 一种利用冶钛尾渣制备微晶玻璃新材料的方法
CN105948508A (zh) 以镍铁废渣为原料采用全电熔压延法生产的微晶玻璃及其制备方法
CN108558217A (zh) 一种以钛渣尾渣协同花岗岩尾矿制备微晶玻璃的方法
CN108751720A (zh) 一种花岗岩尾矿资源化利用制备微晶玻璃的方法
CN103073189B (zh) 米黄色微晶玻璃板材及其制造方法
CN105130190B (zh) 以花岗石尾矿为主要原料生产的微晶玻璃及其制备方法
CN109704583A (zh) 一种微晶玻璃及其生产方法
CN108516688A (zh) 一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法
CN103496851B (zh) 黑色微晶玻璃板材及其生产方法
CN108483927A (zh) 一种利用铝灰为主要原料生产霞石微晶玻璃的方法
CN108545948A (zh) 以赤泥为原料制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2-Fe2O3系微晶玻璃的方法
CN108423994A (zh) 一种利用水渣为主要原料生产微晶玻璃的方法
CN108314324A (zh) 利用铁尾渣和钢渣为主要原料制备微晶玻璃新材料的方法
CN108409142A (zh) 以赤泥为原料制备R2O-CaO-Al2O3-SiO2-Fe2O3系微晶玻璃的方法
CN101948248B (zh) 一种利用磷渣制备微晶玉石板的方法
CN108395104A (zh) 利用原状灰为主要原料制备黑色微晶玻璃新材料的方法
CN108423995A (zh) 一种利用碳素钢渣为主要原料生产微晶玻璃的方法
CN103332860B (zh) 一种用煤矸石制造建筑装饰用微晶玻璃板材的方法
CN108483923A (zh) 一种蓝色微晶玻璃新材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180911

RJ01 Rejection of invention patent application after publication