[发明专利]一种冶硅废渣泡沫微晶玻璃及其制备方法

权利要求书

1.一种冶硅废渣泡沫微晶玻璃，其特征在于：由基础玻璃、发泡剂、稳泡剂、调节成分和着色剂组成，其中基础玻璃占总重量的85.0-90.0%，发泡剂占总重量的3.0-10.0%，稳泡剂占总重量的2.0-6.0%，调节成分占总重量的0-5.0%，着色剂占总重量的0-2.0%。

2.根据权利要求1所述的冶硅废渣泡沫微晶玻璃，其特征在于：所述基础玻璃的原材料由冶硅废渣、添加剂和助熔澄清剂组成，其中冶硅废渣占总重量的50.0-76.0％，添加剂占总重量的20.0-27.0％，助熔澄清剂占总重量的5.0-8.0％；所述添加剂为SiO₂、CaCO₃、Na₂CO₃、CaF₂、ZnO、Al₂O₃、BaCO₃、K₂CO₃、MgO、NaNO₃中的三种或三种以上或全部，它们之间的重量比是0-38:13-50:0-20:0-15:0.5-6:0.5-5.5:0-6:0-14:0-2:0-7；所述助熔澄清剂为CeO₂、Na₂O、NH₄NO₃和Na₂SO₄中的一种或一种以上，它们之间的重量比是0-4:0-7:2-5:0-15。

3.根据权利要求2所述的冶硅废渣泡沫微晶玻璃，其特征在于：所述冶硅废渣的化学成分是16.0-18.0%Na₂O、81.0-83.0%SiO₂、0.1-0.2%Al₂O₃，0.2-0.3%CaO、0.3-0.4%Fe₂O₃、其它成分为余量。

4.根据权利要求2所述的冶硅废渣泡沫微晶玻璃，其特征在于：所述添加剂还可以由含有SiO₂、CaO、Na₂O、CaF₂、ZnO、Al₂O₃、BaO、K₂O、MgO的矿物、化工原料、尾矿、废渣提供；所述尾矿包括煤矸石或铁矿尾砂；所述废渣包括高炉渣、磷渣或硼泥。

5.根据权利要求1所述的冶硅废渣泡沫微晶玻璃，其特征在于：所述发泡剂为SiC、碳粉（C）、碳酸钙（CaCO₃）、MnO₂、Fe₂O₃中的一种或一种以上或全部；当为全部时，它们之间的重量比是2-5:0-3:0-2:0-3:0-1。

6.根据权利要求1所述的冶硅废渣泡沫微晶玻璃，其特征在于，稳泡剂为磷酸钠、磷酸、磷酸二氢钠、磷酸镁中的一种或一种以上或全部，它们之间的重量比是1-6:0-2:0-3:0-4。

7.根据权利要求1所述的冶硅废渣泡沫微晶玻璃，其特征在于：所述调节成分为硼砂、硼酸、硝酸钠、氟硅酸钠、碳酸钠或碳酸镁中的一种或一种以上或全部，它们之间的重量比是2-5:0-3:0-2:0-5:0-3:0-2。

8.根据权利要求1所述的冶硅废渣泡沫微晶玻璃，其特征在于：根据实际需要的颜色加入含有Fe、Mn、Cu、Cr、Co、Ni、Ti着色离子的着色剂制成不同颜色的泡沫微晶玻璃。

9.根据权利要求1所述的冶硅废渣泡沫微晶玻璃，其特征在于：所述冶硅废渣泡沫微晶玻璃的造型是板状或圆筒形或弯曲形，或根据实际需要加工的任何其它形状。

10.一种冶硅废渣泡沫微晶玻璃的制备方法，其特征在于：首先制备基础玻璃，然后将基础玻璃粉碎与发泡剂、稳泡剂、调节成分和着色剂混合均匀，装入模具中送入窑炉中烧成，得到泡沫微晶玻璃，具体步骤如下：

（1）基础玻璃制备

①配料：将冷态硅渣、添加剂和助熔澄清剂粉碎，然后过40目筛，按照成分配比精确称量占原材料总重量50.0-76.0wt％的硅渣，占原材料总重量20.0-27.0wt％的添加剂，占原材料总重量5.0-8.0wt％的助熔澄清剂，各种原材料投入混料机或搅拌器，另外加入原材料总重量1.0-6.0%的水，搅拌均匀，制成基础玻璃配合料；

或者将添加剂和助熔澄清剂粉碎，然后过40目筛，按照成分配比精确称量占总重量20.0-27.0wt％的添加剂，占总重量5.0-8.0wt％的助熔澄清剂；将添加剂与助熔澄清剂充分混合，形成均匀的辅料配合料；

②熔化：将基础玻璃配合料在1450-1560℃范围内熔化1.0-6.0h，制成玻璃熔液，然后在1350-1500℃范围内保温1.0-3.0h，均化、澄清玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体；

或者将辅料配合料投入到占总重量50.0-76.0wt％的高温热态冶硅废渣中，在1460-1560℃范围内熔化2.0-4.0h，制成玻璃熔液，然后在1350-1500℃范围内保温1.0-3.0h，均化、澄清玻璃液，得到熔融态的高温玻璃熔体；

③冷却：玻璃液通过压延形成基础玻璃板；或将澄清的玻璃液浇注到在预热的钢制模具中成型，得到基础玻璃块；或将玻璃液直接水淬后干燥，得到基础玻璃粒料；

④粉料：将基础玻璃板或基础玻璃块或基础玻璃粒料）粉碎、球磨，得到基础玻璃粉料；

（2）冶硅废渣泡沫微晶玻璃制备

首先，按照冶硅废渣泡沫微晶玻璃的原材料配比精确称量基础玻璃粉料、发泡剂、稳泡剂和调节成分；然后，将它们混合球磨至180目以下，达到均匀混合，形成泡沫微晶玻璃原料待用；

（3）成型

首先，把脱模剂即氧化铝和水玻璃按一定比例混合刷涂在耐热模具表面，然后，将混合好的微晶泡沫玻璃原料装入模具中成型，使坯体的体积密度为0.5-1.0g/cm³；

（4）烧成

首先，将坯体和模具一起送入窑炉，以8-20℃/min的升温速度，升温至850-1200℃，保温10-30min，再降温至600℃以下保温0-4.0h，形成泡沫玻璃；然后，以10-20℃/min的升温速度升温至700-800℃，保温2.0-6.0h核化，再以5-15℃/min的升温速度，升温至800-900℃，保温2.0-4.0h晶化，得到泡沫微晶玻璃；

或者将坯体和模具一起送入窑炉，以5-10℃/min的升温速度，升温至850-1100℃，保温30-45min，再降温至600℃以下保温0-4.0h，得到泡沫微晶玻璃。