CN113845308A - 一种低成本微晶玻璃的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低成本微晶玻璃的制备方法,将铜渣和高温熔融转炉渣混合还原回收铁后产生的熔融还原尾渣和含锌粉尘作为低成本微晶玻璃基料,经一步法热处理工艺制得低成本微晶玻璃。该工艺可设在转炉高温炉附近,将固态铜渣和还原剂倒入出渣后的液态转炉渣中,加热使其完全熔融,产生的二次尾渣制备微晶玻璃,并回收其中的铁。本发明不仅可以将回收工艺的废弃物全部利用,提高其经济附加值,减少固废的产生,起到保护环境的作用,还实现了高效利用熔融转炉渣余热的目的;同时简化了工艺流程。以铜渣和熔融转炉渣还原后的二次尾渣作为微晶玻璃基料,制备成本低,价格优势大,经济效益好,且制备的微晶玻璃的性能优于天然石材,应用范围广。

Description

一种低成本微晶玻璃的制备方法
技术领域
本发明涉及微晶玻璃制备技术领域,尤其涉及一种低成本微晶玻璃的制备方法。
背景技术
微晶玻璃是指加有晶核剂或不加晶核剂的特定组成的基础玻璃,在一定温度制度下进行热处理,在玻璃内均匀地析出大量的微小晶体,形成致密的微晶相和玻璃相的多相复合体。通过控制微晶的种类数量、尺寸大小等,可以获得透明微晶玻璃、膨胀系数低的微晶玻璃、表面强化微晶玻璃、不同色彩或可切削微晶玻璃等。微晶玻璃作为无机非金属材料,是一种新型的建筑材料,它具有玻璃和陶瓷的双重特性。普通玻璃内部的原子排列是没有规则的,这也是玻璃易碎的原因之一;而微晶玻璃像陶瓷一样,有晶体组成,它的原子排列是有规律的。所以,微晶玻璃比陶瓷的亮度更高,比玻璃的韧性更强;微晶玻璃可广泛应用于各种公共场馆、会议中心、商业大厦及地铁工程等。
微晶玻璃在制备时往往需要添加剂,添加剂可在其中起到助熔,降低体系膨胀系数,促进析晶和增加板面光泽度等作用。常用添加剂有Na2O、BaO或SrO等,但是Na2O对微晶玻璃的晶化、内部结构和性能带来不利影响,BaO添加量过多时反而使玻璃液澄清困难,且析晶量增加,晶体过分长大,影响徽晶玻璃的结构稳定性,SrO的添加会增加玻璃液的高温粘度,导致水淬工艺难以操作。
铜渣是铜冶炼过程的一种副产物,产量巨大,但金属资源丰富,具有较高的回收价值,但在回收过程中会产生大量的二次尾渣;这些二次尾渣的主要利用方式多作为生产水泥或路基材料使用,而这些利用方式附加值较低。铜渣二次尾渣的主要成分为SiO2、CaO和Al2O3,与SiO2-CaO-Al2O3系微晶玻璃成分相似,因此具有较大的回收价值。在铜渣的碳热还原回收过程中,会产生大量锌蒸气,通过对收集到的粉尘进行化学成分分析发现,粉尘中ZnO含量高于90wt%;如果这些含锌粉尘排放到空气中,不仅会对人体造成伤害,所引起的环境污染问题也不容小觑;且由于ZnO价格逐年上涨,对于含锌粉尘的回收再利用,对促进循环经济和可持续发展及环境保护具有重要的战略意义和现实意义。
有鉴于此,有必要设计一种改进的低成本微晶玻璃的制备方法,以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低成本微晶玻璃的制备方法,通过采用由铜渣加入高温熔融转炉渣后还原回收铁的过程中产生的高温熔融还原尾渣和含锌粉尘作为低成本微晶玻璃基料,经一步法热处理工艺后制得低成本微晶玻璃;制得的微晶玻璃的性能优于天然石材,应用范围广。该方法不仅可以将铜渣回收铁后的还原尾渣和含锌粉尘全部进行利用,提高铜渣的经济附加值,减少了铜渣回收过程中固废的产生,起到保护环境的作用;此外,将铜渣和转炉渣还原回收后的二次尾渣作为微晶玻璃的基料,制备成本低,价格优势大,经济效益好。
为实现上述发明目的,本发明提供了一种低成本微晶玻璃的制备方法,该方法采用由铜渣加入高温熔融转炉渣后还原回收铁的过程中产生的高温熔融还原尾渣和含锌粉尘作为低成本微晶玻璃基料,经一步法热处理工艺后制得所述低成本微晶玻璃。
作为本发明的进一步改进,所述低成本微晶玻璃的制备方法具体包括以下步骤:
S1、将所述高温熔融转炉渣作为原料直接与所述铜渣混合并进行还原回收铁的工艺,回收铁水后,得到还原后的高温熔融还原尾渣;
S2、将所述还原回收铁的工艺过程中产生的所述含锌粉尘直接高压喷吹进入步骤S1得到的所述高温熔融还原尾渣中,得到基础玻璃熔体;
S3、将步骤S2中得到的所述基础玻璃熔体浇筑到预热好的恒温模具中,采用所述一步法热处理工艺,得到具有优异性能且颜色不同的所述低成本微晶玻璃。
作为本发明的进一步改进,在步骤S3中,所述一步法热处理工艺为将所述基础玻璃熔体在温度为800~1000℃的恒温模具中保持1~4h,使所述微晶玻璃同时完成核化和晶化;随后停止加热使其冷却至室温。
作为本发明的进一步改进,在步骤S1中,所述铜渣和所述高温熔融转炉渣的质量比为1:(0.35~0.64)。
作为本发明的进一步改进,所述低成本微晶玻璃基料中所述含锌粉尘的质量分数为0.5~6wt%。
作为本发明的进一步改进,所述含锌粉尘中氧化锌的质量分数为90~94wt%。
作为本发明的进一步改进,所述低成本微晶玻璃的制备方法还包括,在步骤S2中,将所述还原回收铁的工艺过程中产生的含锌蒸气直接喷吹进入步骤S1得到的所述高温熔融还原尾渣中,同时进行富氧喷吹,得到基础玻璃熔体。
作为本发明的进一步改进,所述铜渣中SiO2的质量分数为23~33wt%,CaO的质量分数为2~4wt%,Al2O3的质量分数为4~6wt%,FeO的质量分数为30~45wt%,Fe2O3的质量分数为7~10wt%,ZnS的质量分数为1~4wt%,Cu2S的质量分数为0.1~0.3wt%;所述高温熔融转炉渣中SiO2的质量分数为5~10wt%,CaO的质量分数为35~40wt%,Al2O3的质量分数为0~2wt%,Fe2O3的质量分数为35~45wt%;得到的所述高温熔融还原尾渣中SiO2的质量分数为33~40wt%,CaO的质量分数为28~40wt%,Al2O3的质量分数为16~24wt%,用于制备三元SiO2-CaO-Al2O3系微晶玻璃。
作为本发明的进一步改进,所述还原回收铁的工艺:将所述铜渣和所述高温熔融转炉渣在助剂和还原剂的作用下,在1450~1550℃下,保温0.5~2h;所述铜渣、高温熔融转炉渣、助剂和所述还原剂的质量比为1:(0.35~0.64):(0~0.13):(0.07~0.22)。
作为本发明的进一步改进,所述助剂为工业级氧化铝;所述还原剂为碳质还原剂,碳含量大于86wt%。
作为本发明的进一步改进,所述低成本微晶玻璃的制备工艺可设在转炉高温炉附近,将出渣后的所述高温熔融转炉渣直接作为原料加入到所述铜渣还原回收铁的工艺中,不仅可以充分回收转炉渣和铜渣产生的二次尾渣,回收铁水;而且可以达到利用熔渣余热的目的。
本发明的有益效果是:
1、本发明提供的一种低成本微晶玻璃的制备方法,通过利用由铜渣加入高温熔融转炉渣后还原回收铁的过程中产生的高温熔融还原尾渣和含锌粉尘作为低成本微晶玻璃基料,经一步法热处理工艺后制得低成本微晶玻璃;制得的微晶玻璃的性能优于天然石材,颜色各异,应用范围广。该方法不仅可以将铜渣和转炉渣还原回收铁的过程中产生的废弃物还原尾渣和含锌粉尘同时进行利用,提高铜渣的经济附加值,减少了铜渣回收过程中固废的产生,起到保护环境的作用;另外将高温熔融转炉渣用于制备微晶玻璃,使其制备成本低,价格优势大,经济效益好。
2、本发明将还原回收工艺过程中产生的含锌粉尘直接高压喷吹进入高温熔融还原尾渣中,得到低成本微晶玻璃熔体;喷吹含锌粉尘有利于氧化锌均匀快速进入熔体中,同时氧化锌能降低玻璃的热膨胀系数和熔化温度,使得尾渣熔体的溶解性能增强,粘度变低,微晶玻璃成型后表面光泽度效果更佳。
3、本发明采用一步法热处理工艺,利用了基础玻璃中含较多的氧化铝和氧化钙,其核化温度与晶化温度接近,在恒温下保温一段时间,可同时实现基础玻璃的核化和晶化;且氧化锌可以起到晶核剂的作用,可以提高玻璃的成核性能,使其晶核数量增多,导致更多的初晶在相同的空间中生长,在热处理时抑制了晶体的生长,起到细化晶粒的作用,从而使微晶玻璃获得均匀而细小的晶粒,进一步提高微晶玻璃的力学性能;一步法热处理工艺的应用降低了微晶玻璃的制备成本和工艺的复杂性,简化生产流程。
4、本发明的制备微晶玻璃的工艺可设置于转炉高温炉附近,直接利用出渣时1500℃左右的液态转炉渣直接作为原料与铜渣、助剂及还原剂混合,然后进行还原回收铁工艺,不仅高效利用转炉熔渣余热,同时还充分利用还原回收工艺后产生的高温熔融还原尾渣的热量,实现了高温熔渣热量的低成本再利用,整个制备工艺中无需补热,实现低成本制备微晶玻璃;而且可以同时实现铜渣和转炉渣中铁的回收利用。
5、本发明的含锌粉尘中氧化锌还会影响微晶玻璃的着色,不同量氧化锌的加入可以得到不同颜色的微晶玻璃,使其生产的产品更好的适用于各种应用环境,使制备的微晶玻璃的应用范围更加广泛。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种低成本微晶玻璃的制备方法工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
在此,还需要说明的是,为了避免因不必要的细节而模糊了本发明,在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤,而省略了与本发明关系不大的其他细节。
另外,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
一种低成本微晶玻璃的制备方法,该方法采用由铜渣加入高温熔融转炉渣后还原回收铁过程中产生的高温熔融还原尾渣和含锌粉尘作为低成本微晶玻璃基料,经一步法热处理工艺后制得低成本微晶玻璃。低成本微晶玻璃的制备工艺可设在转炉高温炉附近,将出渣后的高温熔融转炉渣直接作为原料加入到铜渣还原回收工艺中。如此,不仅可以达到高效利用转炉渣熔渣和高温熔融还原尾渣余热的目的,实现高温熔渣热量的低成本再利用,而且可以同时回收铜渣和转炉渣中的铁。
其中,铜渣中SiO2的质量分数为23~33wt%,CaO的质量分数为2~4wt%,Al2O3的质量分数为4~6wt%,FeO的质量分数为30~45wt%,Fe2O3的质量分数为7~10wt%,ZnS的质量分数为1~4wt%,Cu2S的质量分数为0.1~0.3wt%;高温熔融转炉渣中SiO2的质量分数为5~10wt%,CaO的质量分数为35~40wt%,Al2O3的质量分数为0~2wt%,Fe2O3的质量分数为35~45wt%;得到的高温熔融还原尾渣中SiO2的质量分数为33~40wt%,CaO的质量分数为28~40wt%,Al2O3的质量分数为16~24wt%,用于制备三元SiO2-CaO-Al2O3系微晶玻璃。铜渣的还原回收的工艺为将铜渣和高温熔融转炉渣在助剂和还原剂的作用下,在1450~1550℃下,保温0.5~2h;铜渣、高温熔融转炉渣助剂和还原剂的质量比为1:(0.35~0.64):(0~0.13):(0.07~0.22);助剂为工业级氧化铝,还原剂为碳质还原剂,可以为焦炭,其碳含量大于86wt%。
一种低成本微晶玻璃的制备方法具体包括以下步骤:
S1、将高温熔融转炉渣作为原料直接与铜渣混合并进行还原回收铁的工艺,回收铁水后,得到还原后的高温熔融还原尾渣;其中铜渣和高温熔融转炉渣的质量比为1:(0.35~0.64);
S2、将还原回收工艺过程中产生的含锌粉尘直接高压喷吹进入步骤S1得到的高温熔融还原尾渣中,得到基础玻璃熔体;
特别地,基础玻璃基料中含锌粉尘的质量分数为0.5~6wt%;含锌粉尘中氧化锌的质量分数为90~94wt%;低成本微晶玻璃的制备方法还包括,在步骤S2中,将还原回收铁的工艺过程中产生的含锌蒸气直接喷吹进入步骤S1得到的高温熔融还原尾渣中,同时进行富氧喷吹,得到基础玻璃熔体;采用喷吹锌蒸气和富氧喷吹可以使锌蒸气氧化后的产物氧化锌更好的与高温熔融还原尾渣均匀结合,避免制得的微晶玻璃出现成分偏析的缺陷;且氧气可以与铜渣还原过程中产生的还原性气氛反应,减少工艺过程中有害气体的产生。采用喷吹含锌粉尘可能会造成高温混合熔渣的温度略有下降,但更易控制氧化锌的含量;而直接采用含锌蒸气喷吹时,可先将含锌蒸气冷却收集粉尘后测得的氧化锌含量,进行等比例转换为蒸气量,以此控制锌蒸气的添加量;实际生产过程中可根据情况灵活选择;
S3、将步骤S2中得到的基础玻璃熔体浇筑到预热好的恒温模具中,采用一步法热处理工艺,得到具有优异性能且颜色不同的低成本微晶玻璃。
其中,一步法热处理工艺为将低成本微晶玻璃熔体在温度为800~1000℃的恒温模具中保持1~4h,使微晶玻璃同时完成核化和晶化随后使其冷却至室温。一步法热处理工艺利用了基础玻璃中含较多的氧化铝和氧化钙,其核化温度与晶化温度接近,其在恒温下保温一段时间,可同时实现基础玻璃的核化和晶化;降低微晶玻璃的制备成本和工艺的复杂性,简化生产流程。
该方法不仅可以将铜渣回收过程中产生的还原尾渣和含锌粉尘进行利用,提高铜渣的经济附加值,减少了铜渣回收过程中固废的产生,起到保护环境的作用;另外将高温熔融转炉渣用于制备的微晶玻璃,可以达到高效利用熔渣的余热的目的,且不需要进行额外的补热,实现高温熔渣热量的低成本再利用,降低微晶玻璃的制备成本和工艺的复杂性,简化生产流程。制得微晶玻璃的性能优于天然石材,应用范围广,且制备成本低,价格优势大,经济效益好。
实施例1
请参阅图1所示,本实施例提供一种低成本微晶玻璃的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照铜渣、工业级氧化铝和焦炭的质量比为1:0.07:0.12,将样品混合均匀并研磨至粒度小于0.074mm后得到混合物,将混合物料直接倒入高温熔融转炉渣中,升温至1500℃,并保温1h,得到还原铁、高温熔融还原尾渣和含锌粉尘;铜渣和高温熔融转炉渣的质量比为1:0.4;
S2、将铜渣还原回收工艺过程中产生的含锌粉尘高压喷入高温熔渣中,得到基础玻璃熔体;低成本微晶玻璃基料中含锌粉尘的质量分数为6wt%;
S3、将步骤S2中得到的低成本微晶玻璃熔体浇筑到850℃的恒温模具中,并保温2h,然后使其冷却至室温,得到低成本微晶玻璃。
对比例
对比例提供一种微晶玻璃的制备方法,与实施例1相比,不同之处在于在制备微晶玻璃过程中未加含锌粉尘,直接将高温混合熔渣浇筑到850℃的恒温模具中,其余与实施例1大致相同,在此不再赘述。
对实施例1和对比例1制得的微晶玻璃进行性能的测试,其测试结果如下表所示。
表1实施例1和对比例制备的微晶玻璃性能测试结果
Figure BDA0003350961500000081
由表1可知,实施例1中微晶玻璃颜色呈青黑色,对比例中微晶玻璃呈咖啡色,说明含锌粉尘的加入改变微晶玻璃的颜色。实施例1添加含锌粉尘后制备的微晶玻璃,其显微硬度略有下降,但抗折强度指标高于对比例未添加含锌粉尘的微晶玻璃,且实施例1中的微晶玻璃熔体的熔点有所降低,说明氧化锌对玻璃的熔化温度有降低的作用。
实施例2-3
实施例2-3提供一种低成本微晶玻璃的制备方法,与实施例1相比,不同之处在于实施例2-3制备微晶玻璃过程中填加的含锌粉尘质量分数分别为2wt%、4wt%,其余与实施例1大致相同,在此不再赘述。
对实施例2-3制得的低成本微晶玻璃进行性能的测试,其测试结果如下表所示。
表2实施例2-3和对比例制备的微晶玻璃性能测试结果
Figure BDA0003350961500000091
由表2可知实施例2和3中微晶玻璃颜色分别为深黄色和米黄色,对比例中微晶玻璃呈咖啡色,说明含锌粉尘的加入量不同可以改变微晶玻璃的颜色。实施例2和3添加含锌粉尘后制备的微晶玻璃,其显微硬度略有下降,但硬度仍保持在较高水平;其抗折强度指标高于对比例未添加含锌粉尘的微晶玻璃,且实施例2和3中的微晶玻璃熔体的熔点降低明显,说明适量氧化锌不仅对玻璃的熔化温度有降低的作用,还会增强微晶玻璃的抗折强度。
实施例4
实施例4提供一种低成本微晶玻璃的制备方法,与实施例1相比,不同之处在于,在步骤S4中,恒温磨具的温度为950℃,其余与实施例1大致相同,在此不再赘述。
实施例5
本实施例提供一种低成本微晶玻璃的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照铜渣、工业级氧化铝和焦炭的质量比为1:0.09:0.14,将样品混合均匀并研磨至粒度小于0.074mm得到混合物料,将混合物料直接倒入高温熔融转炉渣中,升温至1550℃,并保温0.5h,得到还原铁、高温熔融还原尾渣和含锌粉尘;铜渣和高温熔融转炉渣的质量比为1:0.5;
S2、将铜渣还原回收工艺过程中产生的含锌粉尘,高压喷入到高温熔渣中混合均匀,得到低成本微晶玻璃熔体;低成本基础玻璃基料中含锌粉尘的质量分数为2wt%;
S3、将步骤S2中得到的低成本微晶玻璃熔体浇筑到950℃的恒温模具中,并保温3h,然后使其冷却至室温,得到低成本微晶玻璃。
实施例6
本实施例提供一种低成本微晶玻璃的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照铜渣、工业级氧化铝和焦炭的质量比为1:0.05:0.10,将样品混合均匀并研磨至粒度小于0.074mm得到混合物料,将混合物料直接倒入高温熔融转炉渣中,升温至1500℃,并保温2h,得到得到还原铁、高温熔融还原尾渣和含锌粉尘;铜渣和高温熔融转炉渣的质量比为1:0.6;
S2、将铜渣还原回收工艺过程中产生的含锌粉尘,高压喷入到高温熔渣中混合均匀,得到低成本微晶玻璃熔体;低成本基础玻璃基料中含锌粉尘的质量分数为4wt%;
S3、将步骤S2中得到的低成本微晶玻璃熔体浇筑到850℃的恒温模具中,并保温2h,然后使其冷却至室温,得到低成本微晶玻璃。
综上所述,本发明提供了一种低成本微晶玻璃的制备方法,通过采用由铜渣加入高温熔融转炉渣后还原回收铁的过程中产生的废弃物高温熔融还原尾渣和含锌粉尘作为低成本微晶玻璃基料,经一步法热处理工艺后制得低成本微晶玻璃。含锌粉尘可以作为网络改性剂,形成锌氧四面体进入微晶玻璃的结构网络,使其网络连接程度增加,结构更趋稳定,提高了微晶玻璃抗折强度、耐磨性等力学性能。同时,氧化锌能降低玻璃的热膨胀系数和熔化温度;可以起到晶核剂的作用,使微晶玻璃获得均匀而细小的晶粒;而晶粒的均匀性以及尺寸的大小对材料的断裂破坏有着决定性的作用,晶粒分布及大小越均匀,晶体各个部位受力越均匀,则抗折强度越高,所以氧化锌通过改变微晶玻璃的晶粒分布和尺寸的均匀性进一步提高其力学性能。低成本微晶玻璃的制备工艺可设在转炉高温炉附近,将出渣后的高温熔融转炉渣直接与铜渣、助剂和还原剂混合后还原回收铁。如此,可以达到高效利用转炉渣熔渣余热的目的,实现高温熔渣热量的低成本再利用。本发明不仅可以将铜渣回收工艺的废弃物还原尾渣和含锌粉尘全部进行利用,提高铜渣的经济附加值,减少了铜渣回收过程中固废的产生,起到保护环境的作用;此外,将转炉渣作为微晶玻璃的基料,制备成本低,价格优势大,经济效益好;且制备的微晶玻璃的性能优于天然石材,应用范围广。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种低成本微晶玻璃的制备方法,其特征在于,该方法采用由铜渣加入高温熔融转炉渣后还原回收铁的过程中产生的高温熔融还原尾渣和含锌粉尘作为低成本微晶玻璃基料,经一步法热处理工艺后制得所述低成本微晶玻璃。
2.根据权利要求1所述的一种低成本微晶玻璃的制备方法,其特征在于,所述低成本微晶玻璃的制备方法具体包括以下步骤:
S1、将所述高温熔融转炉渣作为原料直接与所述铜渣混合并进行还原回收铁的工艺,回收铁水后,得到还原后的所述高温熔融还原尾渣;
S2、将所述还原回收铁的工艺过程中产生的所述含锌粉尘直接高压喷吹进入步骤S1得到的所述高温熔融还原尾渣中,得到基础玻璃熔体;
S3、将步骤S2中得到的所述基础玻璃熔体浇筑到预热好的恒温模具中,采用所述一步法热处理工艺,得到具有优异性能且颜色不同的所述低成本微晶玻璃。
3.根据权利要求2所述的一种低成本微晶玻璃的制备方法,其特征在于,在步骤S3中,所述一步法热处理工艺为将所述基础玻璃熔体在温度为800~1000℃的恒温模具中保持1~4h,使所述微晶玻璃同时完成核化和晶化;随后停止加热使其冷却至室温。
4.根据权利要求2所述的一种低成本微晶玻璃的制备方法,其特征在于,在步骤S1中,所述铜渣和所述高温熔融转炉渣的质量比为1:(0.35~0.64)。
5.根据权利要求1所述的一种低成本微晶玻璃的制备方法,其特征在于,所述低成本微晶玻璃基料中所述含锌粉尘的质量分数为0.5~6wt%。
6.根据权利要求5所述的一种低成本微晶玻璃的制备方法,其特征在于,所述含锌粉尘中氧化锌的质量分数为90~94wt%。
7.根据权利要求1所述的一种低成本微晶玻璃的制备方法,其特征在于,所述铜渣中SiO2的质量分数为23~33wt%,CaO的质量分数为2~4wt%,Al2O3的质量分数为4~6wt%,FeO的质量分数为30~45wt%,Fe2O3的质量分数为7~10 wt%,ZnS的质量分数为1~4wt%,Cu2S的质量分数为0.1~0.3wt%;所述高温熔融转炉渣中SiO2的质量分数为5~10wt%,CaO的质量分数为35~40wt%,Al2O3的质量分数为0~2wt%,Fe2O3的质量分数为35~45wt%;得到的所述高温熔融还原尾渣中SiO2的质量分数为33~40wt%,CaO的质量分数为28~40wt%,Al2O3的质量分数为16~24wt%,用于制备三元SiO2-CaO-Al2O3系微晶玻璃。
8.根据权利要求1所述的一种低成本微晶玻璃的制备方法,其特征在于,所述还原回收铁的工艺:将所述铜渣和所述高温熔融转炉渣在助剂和还原剂的作用下,在1450~1550℃下,保温0.5~2h;所述铜渣、高温熔融转炉渣、助剂和所述还原剂的质量比为1:(0.35~0.64):(0~0.13):(0.07~0.22)。
9.根据权利要求8所述的一种低成本微晶玻璃的制备方法,其特征在于,所述助剂为工业级氧化铝;所述还原剂为碳质还原剂,碳含量大于86wt%。
10.根据权利要求1所述的一种低成本微晶玻璃的制备方法,其特征在于,所述低成本微晶玻璃的制备工艺可设在转炉高温炉附近,将出渣后的所述高温熔融转炉渣直接作为原料加入到所述铜渣还原回收铁的工艺中,不仅可以充分回收转炉渣和铜渣产生的二次尾渣,回收铁水;而且可以达到利用熔渣余热的目的。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH297909A (de) * 1944-10-27 1954-04-15 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Verfahren zum Schmelzen von Leichtmetallen.
CN101914639A (zh) * 2010-09-08 2010-12-15 北京科技大学 一种含铁工业熔渣在线回收铁及制备微晶玻璃熔块的方法
CN105441683A (zh) * 2015-11-13 2016-03-30 湖南中大联合创新科技发展有限公司 一种混合废渣的综合处理方法
CN105819694A (zh) * 2016-04-11 2016-08-03 新疆有色金属工业(集团)有限责任公司 微晶玻璃及其制备方法
CN106673449A (zh) * 2016-12-21 2017-05-17 江苏省冶金设计院有限公司 一种铜渣二次渣的利用方法
JP2017132688A (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 華北理工大学 省エネ型高炉スラグ製ガラスセラミックスの製造方法
CN107266035A (zh) * 2017-07-26 2017-10-20 武汉科技大学 一种以铜渣为原料的陶瓷基储热材料及其制备方法
CN108754170A (zh) * 2018-05-24 2018-11-06 武汉科技大学 一种铜渣的全组分综合利用方法
CN111204981A (zh) * 2020-01-18 2020-05-29 河北博泰环保科技有限公司 一种二次窑渣的直接吹氧熔化工艺及制备微晶玻璃的方法
CN112209638A (zh) * 2020-09-30 2021-01-12 北京科技大学 一种采用火法冶炼得到的含铁熔渣制备人造石材的方法
CN112375856A (zh) * 2020-10-28 2021-02-19 东北大学 一种转炉渣与镍渣和/或铜渣的熔融耦合改质提铁方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH297909A (de) * 1944-10-27 1954-04-15 Vaw Ver Aluminium Werke Ag Verfahren zum Schmelzen von Leichtmetallen.
CN101914639A (zh) * 2010-09-08 2010-12-15 北京科技大学 一种含铁工业熔渣在线回收铁及制备微晶玻璃熔块的方法
CN105441683A (zh) * 2015-11-13 2016-03-30 湖南中大联合创新科技发展有限公司 一种混合废渣的综合处理方法
JP2017132688A (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 華北理工大学 省エネ型高炉スラグ製ガラスセラミックスの製造方法
CN105819694A (zh) * 2016-04-11 2016-08-03 新疆有色金属工业(集团)有限责任公司 微晶玻璃及其制备方法
CN106673449A (zh) * 2016-12-21 2017-05-17 江苏省冶金设计院有限公司 一种铜渣二次渣的利用方法
CN107266035A (zh) * 2017-07-26 2017-10-20 武汉科技大学 一种以铜渣为原料的陶瓷基储热材料及其制备方法
CN108754170A (zh) * 2018-05-24 2018-11-06 武汉科技大学 一种铜渣的全组分综合利用方法
CN111204981A (zh) * 2020-01-18 2020-05-29 河北博泰环保科技有限公司 一种二次窑渣的直接吹氧熔化工艺及制备微晶玻璃的方法
CN112209638A (zh) * 2020-09-30 2021-01-12 北京科技大学 一种采用火法冶炼得到的含铁熔渣制备人造石材的方法
CN112375856A (zh) * 2020-10-28 2021-02-19 东北大学 一种转炉渣与镍渣和/或铜渣的熔融耦合改质提铁方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
蔡飞虎等编著, 北京:中国建材工业出版社, pages: 378 *

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