[发明专利]利用含铬废渣制备的颜色玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于含有固体废物的玻璃及其制备方法，涉及一种利用含铬废渣制备的颜色玻璃及其制备方法。适用于以含铬废渣为主要原料制备包括金星玻璃的、用作建筑装饰材料的颜色玻璃。

背景技术

含铬废渣(以下称铬渣)是制造工业铬盐等化工原料的残渣，以SiO₂、CaO、MgO、Fe₂O₃、Al₂O₃等为主要成分，同时残留有Cr³⁺、Cr⁶⁺，其中Cr⁶⁺主要存在于可溶性铬酸钠、酸溶性铬酸钙在内的化合物中(铬渣的组成中一般含有重量百分比例为10-30％的SiO₂、20-30％的CaO、6-25％的MgO、6-25％的Fe₂O₃、5-22％的Al₂O₃、以及0.5-4.5％的Cr³⁺和Cr⁶⁺的氧化物，都是制造硅酸盐玻璃的有用成分)。长期以来，虽然工业铬盐的用途愈来愈广泛、市场价格愈来愈高，但由于铬渣造成的严重的环境污染，以使愈来愈多的工业铬盐生产企业被迫关闭。因为，铬渣在露天堆存时，经长期雨水冲淋后，大量的六价铬离子随雨水溶渗、流失、渗入地表，从而污染地下水，也污染了江河、湖泊，进而危害农田、水产和人体健康，它的化合物具有很强的氧化作用，对人体的消化道、呼吸道、皮肤和粘膜都有危害，因此，六价铬离子对人体健康的毒害很大，解决铬渣对环境污染问题主要在于解决Cr⁶⁺的存在问题。

现有技术中，铬渣的处理和利用主要有三种方法：采用还原法将Cr⁶⁺还原成Cr³⁺、采用化学沉淀方法提炼铬渣中的铬元素、以铬渣为原料制造陶瓷产品使铬元素被铬渣颗粒表面的玻璃体薄膜所封闭；但是，还原法需要消耗大量还原剂，并且还原不彻底，还会产生二次污染(大气污染等)；沉淀方法产生大量废水，其中含有Cr⁶⁺，也造成二次污染，并且固体废物照常存在；制造陶瓷产品时，由于烧成温度不能过高，否则制品变形，而在较低的温度下Cr⁶⁺不容易参与反应，并且玻璃体粘度大，不能完全封闭铬渣颗粒，受到水的侵蚀时，仍然有Cr⁶⁺溶解于水，造成严重的环境污染。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术中的不足，通过采用高温下铬渣与其它原料进行物理化学反应成为硅酸盐，再熔制成具有良好化学稳定性的、均匀的有色硅酸盐玻璃体，进一步将适当成分的玻璃体经过结晶处理成为金星玻璃等方式，提供一种利用含铬废渣制备的颜色玻璃及其制备方法。本发明制备的颜色玻璃可作为建筑装饰材料直接使用，也可在恰当温度下添加到其它颜色玻璃中以改变金星玻璃的背景颜色、改变玻璃的色调或色度，从而改变玻璃产品的装饰效果。

本发明的内容是：一种利用含铬废渣制备的颜色玻璃，其特征是所用原料组成和重量百分比例包括：

铬渣1～70％，

SiO₂重量百分含量不低于90％的石英砂、石英岩、硅砂、砂岩中的一种或两种或两种以上的混合物10～56％，

硼酸、硼砂、硼镁石、硼钙石中的一种或两种或两种以上的混合物5～30％，以及

纯碱、烧碱、芒硝中的一种或两种或两种以上的混合物2～15％。

本发明的内容中：所述组成还包括着色调整剂：铬矿、铬砂、重铬酸钾、氧化铬、氧化锰、高锰酸钾、锰矿、氧化钴中的一种或两种或两种以上的混合物0～13％。

本发明的内容中：所述组成还包括晶核剂：0.01％-1％二氧化钛或/和0.01％-2％五氧化二磷。

本发明的另一内容是：一种利用含铬废渣制备的颜色玻璃的制备方法，其特征是包括下列步骤：

a、制备配合料：按铬渣1～70％，SiO₂重量百分含量不低于90％的石英砂、石英岩、硅砂、砂岩中的一种或两种或两种以上的混合物10～56％，硼酸、硼砂、硼镁石、硼钙石中的一种或两种或两种以上的混合物5～30％，以及纯碱、烧碱、芒硝中的一种或两种或两种以上的混合物2～15％的原料组成和重量百分比例取各组分，混合成为配合料；

b、玻璃熔制：将配合料在熔窑中在1200-1550℃温度下熔制20分钟以上(加热至熔融并混合均匀即可)，制得均匀的有色玻璃液。