[发明专利]绿色微晶玻璃及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于绿色微晶玻璃制备领域，具体而言，本发明涉及绿色微晶玻璃及其制备方法。

背景技术

赤泥是氧化铝生产工业中排放的废渣，其成分复杂，主要含有CaO、Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、Na₂O、TiO₂等。赤泥由于碱含量较高目前难以开发利用，主要处理方式为堆积，占用了大量土地，也产生了严重的环境问题。

采用“转底炉碳热还原-燃气炉熔分”工艺处理赤泥，可得到金属铁及赤泥熔渣。赤泥熔渣主要含CaO、SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、TiO₂。赤泥熔渣的化学成分与钙碱硅石微晶玻璃相似，配加一定量钙源、硅源、助熔剂及澄清剂熔融均化后即可作为制备微晶玻璃的原料。在不添加着色剂的情况下，赤泥熔渣制备的微晶玻璃一般为淡青色，虽有美观的花纹，但不符合微晶玻璃作为建筑装饰材料对色泽的要求，因此需要对微晶玻璃进行着色。

铬渣是铬盐生产工程中会排放的一种有毒的固体废渣，其主要化学成分有CaO 25-35重量份、MgO 20-35重量份、Al₂O₃ 6-13重量份、SiO₂ 5-15重量份、Fe₂O₃ 3-10重量分、Cr₂O₃ 3-8重量份、Cr⁶⁺0.4-2.4％重量份、少量K₂O与Na₂O等。其中Cr⁶⁺存在于水溶性的Na₂Cr₂O₇及酸溶性的CaCrO₄当中，是铬渣中主要的有毒成分，对人体具有强烈的腐蚀性及致癌性。我国目前堆存的铬渣高于600万吨，并且每年仍在以数十万吨的速度递增，大量堆存的铬渣在雨水冲刷的条件下，其溶解的Cr⁶⁺形成有毒的废水对土壤、地下水及江河湖海造成严重的污染，因此对铬渣进行无害化处理和资源化利用是我国环保工作面临的重要问题。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种绿色微晶玻璃及其制备方法。该方法采用两种零成本固废赤泥熔渣和有毒铬渣作为制备绿色微晶玻璃的主要原料，得到的绿色微晶玻璃颜色美观且抗弯强度不小于95MPa、气孔率小于0.5％，从而不仅降低了绿色微晶玻璃的原料成本，而且实现了赤泥熔渣和铬渣的资源化利用。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备绿色微晶玻璃的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将赤泥熔渣、铬渣与调质剂混合进行熔融处理，以便得到熔融混合料；

(2)将所述熔融混合料进行澄清均化处理，以便得到澄清均化混合料；

(3)将所述澄清均化混合料进行浇铸和退火处理，以便得到基础玻璃；

(4)将所述基础玻璃进行核化和晶化处理，以便得到绿色微晶玻璃。

根据本发明实施例的制备绿色微晶玻璃的方法，采用的主要原料赤泥熔渣及铬渣均属于零成本固废，显著降低了该工艺的经济成本，同时缓解了相关企业处理固废的难题；并且铬渣中的CaO及MgO可以用来作为钙源及镁源平衡赤泥熔渣的化学成分。赤泥熔渣与铬渣中的CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃成为基础玻璃的主要化学成分，TiO₂及Cr₂O₃成为主要的形核剂，赤泥熔渣中的FeO和残C可将铬渣中残留的有毒六价铬还原为无毒的三价铬，消除六价铬的毒性，且Cr₂O₃可以作为微晶玻璃天然的着色剂使微晶玻璃成为美观的绿色外观，同时Cr₂O₃作为形核剂被包裹于主晶相中心，无法被浸出，安全环保。由此，该方法采用两种零成本固废赤泥熔渣和有毒铬渣作为制备绿色微晶玻璃的主要原料，得到的绿色微晶玻璃颜色美观且抗弯强度不小于95MPa、气孔率小于0.5％，从而不仅降低了绿色微晶玻璃的原料成本，而且实现了赤泥熔渣和铬渣的资源化利用。