[发明专利]一种玻璃配合料粒/块的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玻璃配合料制备方法。

背景技术

玻璃配合料是由石英砂、长石、石灰石、白云石、纯碱、芒硝及碎玻璃等矿物或者化工原料按照一定的比例混合而成的。按照现有的方法，这种经过均匀混合的玻璃配合料以散状的形态投入到玻璃熔窑内进行熔化。但这种传统工艺存在一系列缺陷，例如：(1)在混合、输送、储存、卸料过程中易发生分层(或离析)现象，甚至结成料团，使得混合均匀度变差进而影响熔化质量。(2)这些散状的原料进入窑内后，在窑内极易引起粉尘飞扬使窑体侵蚀、并堵塞蓄热室。(3)这些散状堆积的配合料带入大量空气，影响导热性，降低熔化效率，并在玻璃熔体内产生难以去除的微气泡。(4)为了降低这些不利因素的影响，现有的玻璃原料原料标准不得不对各种原料粒度组成提出了较严格的限制，例如石英砂中小于0.1mm的颗粒含量不能超过5％，这就意味着大量的细粉不得不分离出去，得不到有效的利用，据统计，起码有20％的石英砂资源不得不被抛弃，造成资源浪费和环境问题。

对配合料进行粒化(压块或者成球)是解决上述问题的较好方案。粒化后的玻璃配合料不仅消除了粉尘和分层消除，还由于颗粒之间接触面积的大大增加，增强了低温反应程度；粒化后的配合料可使导热系数增加，进而提高熔化率；通过粒化处理，较细的石英砂也可以得到利用。因此，配合料粒化处理可以提高配合料的均匀度、提高熔化率、延长熔窑寿命、改善工作环境、提高资源的利用率。

但迄今为止，玻璃配合料的粒化仍然停留在试验阶段，尚未取得大规模工业应用，许多关键技术尚未取得突破，制约了这项技术的进一步发展。瓶颈之一是玻璃配合料的粘结问题。由于玻璃原料本身不具有粘性，在粒化或压块过程中为了保证足够的强度以防在运输过程中的破碎，必须要加入某种粘结剂或者进行烧结。烧结的成本太高难以应用，而如果采用粘结剂的话，则要求粘结剂低价、无毒、无腐蚀性、不能含有对玻璃有害的组分，目前尚未发现符合这些要求的粘结剂，如单独以水作为粘结剂时，粒化料的强度很低，不能满足输 送的需要。曾有人以膨润土、水玻璃和淀粉为粘结剂(CN101913752)，还有人用水玻璃(硅酸钠)、纸浆废液、油水废液和淀粉废液(CN101318762A)为粘结剂的报道。但这些粘结剂均存在缺陷，它们不同程度存在着有毒有害、成本过高或者对玻璃有潜在危害。

发明专利CN101891368B玻璃粒化料及其制备方法，用压块机对小于0.4mm的粉料进行粘结粒化，再给入烘干机进行烘干。所采用的粘结剂为氢氧化钠或水玻璃或氢氧化钙。

迄今为止，所有关于玻璃配合料粒化的方法都需要外加粘结剂。不外加任何粘结剂，利用机械力化学效应的方法未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不需要外加其他粘结剂，即可实现玻璃配合料粒/块化过程中自粘结的玻璃配合料粒/块的制备方法。

本发明主要是基于碱-硅酸反应和机械力化学效应原理，提出了一种全新的玻璃配合料的制备方法，通过将玻璃原料中石英砂、长石和碎玻璃进行粉磨，利用机械力化学效应提高SiO₂的活性，再利用碱-硅酸反应，使活性SiO₂与纯碱发生化学反应生成具有胶粘性的硅酸钠，实现玻璃配合料的自粘结。

本发明采用如下技术方案：

(1)粉磨：将玻璃配合料中的石英砂及长石，或碎玻璃，或石英砂、长石及碎玻璃，置于粉磨机中进行粉磨，至粒度降低至200目大于80％,并且进行粉磨的配合料量不少于配合料总量的20％(wt)。该粉磨作业可以采用各种粉磨设备，粉磨过程既可以采用干法作业也可以采用湿法作业。粉磨的时间越长，活性SiO₂的含量越多，通过碱-硅酸反应生成的胶粘物质就越多，粒化料的强度也越大。

(2)混合：将粉磨后的粉料或浆料与玻璃配合料中的粉状纯碱(Na₂CO₃)、芒硝(Na₂SO₄)、白云石及石灰石进行混合，再与水混合均匀，使配合料混合物水分含量为8-15％(质量百分比)。

(3)压块：采用制球机或压块机对润湿的配合料混合物进行粒化或块化。

(4)养护：将粒化的配合料放置3天以上，待其水化硬化，其硬度随时间延长而增大，根据不同的运输条件，选择合适的放置时间。