[发明专利]一种冶硅废渣泡沫微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种泡沫微晶玻璃，尤指一种利用多晶硅精炼冶炼过程中排放的冶硅废渣制备的泡沫微晶玻璃及制备方法，目的在于提供一种轻质、保温、抗磨、耐酸碱腐蚀和具有良好切削加工性能的泡沫微晶玻璃，可大量利用工业固体废弃物冶硅废渣，且产品具有优良的物理力学性能和稳定的化学性能。

背景技术

在冶金法生产多晶硅的过程中，造渣氧化精炼具有工艺简单、成本低、污染小等诸多优点。造渣氧化精炼工艺是在冶金级硅中加入熔点高于冶金级硅的精炼渣，并在硅和渣的熔点温度之间进行氧化精炼。通常当渣金比η=3时，渣剂除杂的效果最好。在除杂后会产生三倍于硅产量的废渣，冶硅废渣的产率较高。2011年全国冶硅废渣产量达到27313吨，同比2010年14856吨增长84%，2008～2011年我国冶硅废渣产量翻了两番。2012年冶硅废渣产量为19939吨，预计2013年废渣产量将增长6.9%。

目前，冶硅废渣只有少量用于制作陶瓷管、硅酸盐毡等低附加值的产品，绝大部分自然堆存，占用土地、污染环境。寻找资源化利用冶硅废渣、开发新型高附加值产品，势在必行。利用冶硅废渣生产泡沫微晶玻璃是一种资源化利用废渣及产品高值化的新途径。

泡沫微晶玻璃是以基础玻璃、非金属矿等为主要原料，加入发泡剂、成核剂和外加剂等，经粉碎后混合均匀形成配合料，然后将配合料放到特制的模具中放入电炉中加热，经过预热、熔融、发泡、析晶、退火等工艺制成的新型多孔微晶玻璃材料。

泡沫微晶玻璃是一种性能优越的隔热、吸声、防潮、防火轻质高强的新型环保建筑材料。泡沫微晶玻璃与微晶玻璃和泡沫玻璃相比，微晶玻璃容重大(＞2500kg/m³)，大量用于建筑装饰材料。泡沫玻璃质轻（≤500kg/m³）、保温，但机械强度低，所以适宜做保温材料而不宜做墙体承重材料。泡沫微晶玻璃由玻璃相、晶体和气孔三部分组成。在均匀分布着大量气孔的玻璃相基体中，均匀散布着大量的微小晶体，使玻璃与晶体网络连结在一起，形成玻晶交织结构，大大提高了材料的机械强度，从而能用于制作墙体承重、装饰保温材料。

泡沫微晶玻璃本身的结构特点和材料特性，注定了泡沫微晶玻璃具有诸多的优良性能：（1）不吸湿、不吸水；（2）具有良好的隔热性能，不燃烧，可在-270～900℃广阔温度范围内使用；（3）具有良好的吸声性能；（4）机械强度高，且易于加工、切割或粘拼成各种形状的制品；（5）不风化、不老化、无毒、无放射性和腐蚀性；（6）不受鼠啮虫咬和微生物腐蚀；（7）具有良好的化学稳定性，耐除氢氟酸以外的所有的化学侵蚀。

泡沫微晶玻璃主要用于:（1）建筑物的承重墙、天花板、围护墙、内隔墙；（2）低温管道、设备、容器与储罐；（3）中温和高温管道、设备；（4）热油和热沥青储罐；（5）石油化工、硫化生产过程；（6）流体换热系统；（7）压缩机、风机房的隔音和吸音墙；（8）在特殊条件下工作的复合隔热系统。

综上所述，目前还未见报道利用冶硅废渣制备泡沫微晶玻璃，本发明利用冶硅废渣为主要原料制备泡沫微晶玻璃，既可以大量消纳冶硅废渣、减轻其对土地和环境的污染，又可以生产低成本的高附加值产品，具有显著的经济、环境和社会效益。

发明内容

本发明的目的是大宗量、资源化利用冶硅废渣，通过清洁的生产工艺，制备出轻质保温、抗磨耐腐蚀、强度较高的泡沫微晶玻璃，该种泡沫微晶玻璃可以具有不同的颜色，且可根据实际需要切割加工成不同的形状。

为了达到上述目的，本发明通过以下具体的方案来实现。

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，装入模具中成型，成型后素坯和模具送入窑炉中烧成，得到泡沫微晶玻璃，具体步骤如下：

（1）基础玻璃制备