[发明专利]利用黄磷矿渣制备乳浊玻璃装饰板的方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑装饰材料领域，具体涉及一种利用黄磷矿渣为主要原料渣制备乳浊玻璃装饰板的方法。

背景技术

黄磷炉渣是磷矿石热法生产黄磷(P₄)过程中排放的工业废渣(熔融炉渣)，在密封式电弧炉中，用焦炭作为还原剂，加硅石形成硅酸钙盐共熔物，在温度为1350～1400℃排出的熔融体，经过水淬骤冷后形成的颗粒状产物。目前，全世界黄磷生产能力超过1600kt/a；我国共有黄磷生产企业150多家，制磷电炉300余台，黄磷生产能力超过1300kt/a，约占全球黄磷生产能力的80％，居世界第一位。磷渣量为每吨黄磷产生10t炉渣，一方面，我国的黄磷(P₄)生产厂家多数分布于云、贵、川、鄂4省经济欠发达、人口密度小、交通不便和(或)偏远地区。受到运输半径的制约而用量十分有限。目前国内约60％的黄磷炉渣未被利用而直接堆放，成了不少企业的包袱，黄磷炉渣大部分以废渣堆积，既浪费资源，又污染环境，成为了黄磷行业的可持续发展的制约因素；另一方面，黄磷渣的传统处理工艺是将熔融的黄磷渣水淬为黄磷渣粒，然后运往水泥厂作为生产硅酸盐水泥的掺合料，或者化肥厂用于硅钙肥的生产。随着环境保护的呼声日益高涨，急需寻求炉渣开发利用的高效途径。

在磷矿渣的利用方面，专利CN101125735B发明涉及一种热态浇铸法制备黄磷矿渣微晶玻璃的方法，包括以下步骤：①准备原料，原料组分及其质量百分含量为：黄磷渣30～50％，SiO₂ 40～60％，Al₂O₃ 2～10％，B₂O₃ 1～3％，ZnO 3～7％，CaF₂ 1～5％，②均匀混合；③高温熔制、均化混合原料，得到玻璃熔体；④将所得玻璃熔体浇注成型得到浇注件；⑤将浇注件通过高温退火后直接进行热处理，核化温度650℃，核化时间1h；晶化温度1040℃，晶化时间2～3h；⑥冷却，脱模即可。本发明的有益效果在于：1)工艺流程显著简化；2)热量有效利用，节约能源，降低成本；3)制得的产品组分均匀，几乎无气孔；4)可以生产形状复杂的异型板材。此技术存在一些不足，如玻璃成形时采用的是浇铸法，此方法生产效率低，不利于大规模制备微晶玻璃材料，由此导致对磷矿渣的利用量低。另外，在其基础玻璃组分中额外使用了CaF₂原料，此原料在高温下会释放出F₂，对大气环境造成非常不利的影响，不属于环保玻璃配方。

发明内容

本发明针对我国黄磷炉渣资源再生利用过程中存在的问题，提供一种利用为主要原料黄磷炉渣制备乳浊玻璃装饰板材的方法。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

利用黄磷矿渣制备乳浊玻璃装饰板的方法，包括以下步骤：

将颗粒状的黄磷炉渣和辅料混合后投入到玻璃熔化窑中高温熔化，熔化温度范围为1480-1520℃；经过澄清和均化，进入到玻璃预分相池，预分相池的温度控制在1180-1220℃；

其中，所述黄磷炉渣和辅料组成如下：黄磷炉渣50-55份，磁选后的高磷铁矿尾矿5-10份，石英砂15-20份，纯碱5-10份，铝灰石4-8份，硼酸2-5份，二氧化钛0.2-1份；

经过预分相的玻璃液通过供料道同时进行恒温与微波分相处理；供料道中设置一个950℃-980℃恒温段，供料道中还设置有微波发生器，微波发生器的输出功率为10kW-20kW；

经过充分分相的玻璃熔体进入供料道尾部的压延机成型，得到定型好的乳浊玻璃板；再采用辊道式退火窑对成型好的的乳浊玻璃板退火处理；切割得到乳浊玻璃装饰板。

按上述方案，所述黄磷炉渣化学组成范围为：SiO₂(34wt％-43wt％)，Al₂O₃(2wt％-8wt％)，CaO(45wt％-52wt％)，MgO(1wt％-5wt％)，P₂O₅(1.2wt％-3.5wt％)，Fe₂O₃(0.2wt％-1wt％)，F(1wt％-3wt％)。