[发明专利]一种利用脱硫粉煤灰制备微晶玻璃的方法

说明书

技术领域

本发明属于微晶玻璃制备技术领域，特别涉及一种利用脱硫粉煤灰制备微晶玻璃的方法。

背景技术

微晶玻璃，又称玻璃陶瓷，是综合玻璃和陶瓷技术发展起来的一种新型材料，是微晶体和玻璃相均匀分布的材料，其理化性能集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点，如机械强度高、耐腐蚀、耐热、耐磨、抗氧化性能好、电性能优良、膨胀系数可调、热稳定性好等，且比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强，可用于建筑幕墙及室内高档装饰，还可做机械上的结构材料，电子、电工上的绝缘材料，大规模集成电路的底板材料，微波炉耐热系列器皿，化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等，是具有发展前途的21世纪的新型材料。因而广泛用于电子、化工、军事、航天、核工业和建筑等领域。因微晶玻璃可用矿石、工业尾矿、冶金矿渣、粉煤灰、煤矸石等作为主要生产原料，且生产过过程中无污染，产品本身无放射性污染，故又被称为环保产品或绿色材料。

目前，利用矿渣制造微晶玻璃在国内已有大量研究。如重庆市硅酸盐研究所申请号为89105864.8的中国专利，用含钛的炉渣制微晶制品；重庆建筑工程学院专利号为ZL 90106159.X的中国专利，利用废铬渣制造出微晶玻璃建筑饰面板；武汉理工大学申请号为200610019268.5的中国专利，利用黄磷炉渣、钽铌尾矿制造除了微晶玻璃制品。但是目前对脱硫粉煤灰为主要原料制备微晶玻璃的研究、投产未见报道。由于随着环境治理方面的加强电厂等企业将排放大量的脱硫粉煤灰，露天堆放，既占用了土地，还容易造成粉尘污染、污染水源和危害环境。

因此，有必要对脱硫粉煤灰进行再利用。

发明内容

本发明的目的是为了对脱硫粉煤灰进行再利用，提供了一种利用脱硫粉煤灰制备微晶玻璃的方法。该方法以粉煤灰为主要原料，以氧化镁、碳酸钠、氧化锌等化学纯试剂为辅料制备微晶玻璃。与传统制备的微晶玻璃相比，本发明生产的微晶玻璃表面光洁度好、机械强度高、硬度大、具有良好的热震性、耐腐蚀性和耐磨性。

一种利用脱硫粉煤灰制备微晶玻璃的方法，包括如下步骤：

1)配料

将原料按如下质量百分含量配料，总含量为100％：粉煤灰35％-40％，SiO₂ 10％-15％，CaCO₃ 20％-30％，MgO 0-5％，Na₂CO₃ 5-10％，ZnO 0-5％，H₃BO₃ 0-5％，CaF₂ 0-5％，Li₂O 0-5％；

其中，脱硫粉煤灰中各组分的质量百分含量为：SiO₂ 45-60％，Al₂O₃ 25-35％，Fe₂O₃ 5-10％，CaO 0-8％，TiO₂ 0-5％，K₂O 0-5％，MgO 0-5，Na₂O 0-5％，其他0-5％；并且，SiO₂、CaCO₃、MgO、Na₂CO₃、ZnO、H₃BO₃、CaF₂、Li₂O的纯度为化学纯；

2)球磨混合

将按上述比例配好的原料球磨2～3h，磨成细度为0.03～0.05mm、混合均匀的细粉；

3)原料预热

将原料细粉以8～13℃/min的升温速率从室温加热至1000～1300℃；

4)熔融

将预热后的原料加热至1440～1480℃，升温速率为5～10℃/min，保温1～2h，得到均匀无气泡的物料熔体；

5)铸型

将钢模预热至400～600℃后将熔体倒入钢模中，然后将钢模移到温度为400～600℃的加热炉中，随炉冷却成型，得到基础玻璃；

6)差热分析

对基础玻璃进行差热分析，根据差热曲线确定物料确切的核化、晶化温度；

7)核化

将冷却后的基础玻璃升温至500～800℃进行核化，使基础玻璃中产生能够生成结晶的晶核，升温速率为5～10℃/min，核化保温时间2～4h，得到核化物料；

8)晶化