[发明专利]利用硅砂粉废料制备复合颗粒玻璃原料的生产方法及其应用

说明书

技术领域：

本发明涉及对硅砂微细粉废料进行无害化处理和综合利用的方法，它属于节能减排环保工程的技术领域，具体地说是一种利用硅砂粉废料制备复合颗粒玻璃原料的生产方法及其应用。

背景技术：

我们知道，硅砂(又名：石英砂)是一种重要的工业矿物原料，其主要化学成分为SiO₂，并含有Al₂O₃、CaO等矿物杂质，它是生产玻璃制品的主要大宗原料。究其玻璃制品的生产工艺而言：它是采用呈颗粒状的重质纯碱与符合粒度要求的硅砂(可以根据生产工艺的需要再配入长石或白云石等原料)以及所需辅料进行搅拌混合成为配合料，将配合料投入玻璃熔窑内，使配合料在约1500～1700℃的温度下开始熔化进行熔制反应融化成为玻璃液，再经过成型、退火处理后即可制得玻璃制品。显然，在配合料中硅砂的颗粒度指标及颗粒度分布组成状态是直接决定所熔制的玻璃液质量并严重影响成型后玻璃制品质量的一个关键因素。当硅砂的颗粒过大会难于熔化均匀，这将导致化学反应不完全而产生“结石”和“条纹”等产品缺陷；当硅砂的颗粒过小时，虽然能提高熔化速度，但是，过细的硅砂极容易形成“飞扬”，还会出现“结团”现象，使配合料不易混合均匀，特别是在投料过程中，过于细微的硅砂粉料极易被燃烧气流带入蓄热室内堵塞筒子砖，这将极大地降低窑炉的工作寿命，严重时还会引发被迫停产的设备事故，造成重大的经济损失。因此，在玻璃生产行业都要严格地控制所使用硅砂、纯碱等配合原料的颗粒度指标以及颗粒度的分布组成状态，并且绝对不允许使用150目以下的微细粉料。这也正是现行玻璃生产企业都普遍使用价格贵但呈颗粒状且密度高的重质纯碱而难以使用价廉但呈粉末状密度低的轻质纯碱作生产原料的根本原因所在。但是，究其本质而言，重质纯碱与轻质纯碱在化学成分上是并没有区别的同一种化学物质，只是它们的物理形态不一样而已，即：重质纯碱的外形呈颗粒状而轻质纯碱呈粉末状，重质纯碱的密度高，轻质纯碱的密度低。而现行生产重质纯碱的常用方法为：将轻质纯碱溶于水达到饱和后结晶生成一水合碳酸钠晶粒，再经煅烧并保持密集的晶格结构即成为高密度颗粒状的重质纯碱。即是说：重质纯碱是由轻质纯碱经过水合(增加结晶水)得到的。根据目前市场了解：每吨重质纯碱的价格比轻质纯碱要高200元左右，这也正是玻璃生产企业“因使用价贵的重质纯碱作原料而导致生产玻璃成本高”的一个原因。而对于为玻璃行业提供硅砂原料的硅矿生产企业来说，它是将硅矿石块料经多次破碎、多层筛洗作业才能分选出粒度符合生产玻璃工艺要求的硅砂原料。无需讳言，在对硅石矿块料进行多次破碎、筛选作业过程中不可避免地会产生大量的细粉废料，据实际生产调查统计：150目以下不能使用的硅砂微细粉废料就约占25～35％。目前，数量如此巨大的硅砂微细粉料都是直接排放废弃于周边场地，长年累月堆积如山，已经成为一个严重威胁生态环境、至今仍难于消化解决的“粉堆山”污染源公害，这座“粉堆山”经日晒干燥会随风飞扬扩散于空气中、而下雨又会冲入田地江河严重污染环境。环保部门一再责令严禁外排并要求采取就地填埋或者库房堆放等措施，但是这需要较大的填埋场地或者修建很大的库房设施。客观地说，这种措施一时也难以实现真正落实，事实上这也并不能真正解决硅砂微细粉废弃料的污染问题。迄今为止，在国内外文献中也尚未检索到有关“回收处理综合利用150目以下硅砂微细粉废弃料”的相关报道。怎样才能开发利用这座庞大的“粉堆山”并将其用作生产玻璃的原料进而降低玻璃的制造成本呢？这是目前我国硅砂生产行业共同面临的关系到能否继续生存和发展的重大环保课题，同时也是我国硅矿产业和玻璃生产行业迫切需要解决的重大技术性难题，这正是本发明所想要解决的课题。

发明内容：

本发明的目的旨在提出一种利用硅砂粉废料制备复合颗粒玻璃原料的生产方法，同时也提出了该复合颗粒玻璃原料在生产玻璃制品中的应用，能为玻璃生产企业提供一种价廉质优的复合颗粒玻璃原料，它有效地解决了硅砂生产企业“因废弃硅砂微细粉料污染环境”和玻璃生产企业“重质纯碱消耗量大、能耗高、生产成本高”的两大难题。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：

本发明所提出的一种复合颗粒玻璃原料，它是呈实心颗粒状的组合物，其特征在于：它的主要组成为：SiO₂、Na₂SiO₃、Na₂CO₃、NaHCO₃，其余为Al₂O₃、CaO、MgO、K₂O以及不可避免的矿物杂质，它的粒度为6～150目。