[发明专利]一种烧结法制备富铁铅渣微晶玻璃的方法

说明书

本发明公开了一种烧结法制备富铁铅渣微晶玻璃的方法，属于资源再利用领域。该方法以铅渣与铅锌尾矿为主要原料，通过加入硼砂、萤石碳酸钡助熔剂，获得低熔点玻璃粉，再与钠长石粉混合烧结制备得到富铁铅渣微晶玻璃。其工艺步骤包括配料、混料、调质熔融、水淬、球磨、干粉造粒、成型、烧结与降温晶化。该微晶玻璃的抗弯强度35.20～53.47MPa，耐酸度(1％硫酸)0.041～0.122％，耐碱度(1％氢氧化钠)0.002～0.016％，满足JC/T872‑2000建筑装饰用微晶玻璃的标准要求。

技术领域

本发明公开了一种烧结法制备富铁铅渣微晶玻璃的方法，属于资源再利用和微晶玻璃材料领域。本发明通过调质、添加助熔剂获得的低熔点玻璃粉，与钠长石粉混合烧结，实现利用烧结法制备富铁铅渣微晶玻璃。

背景技术

近年来，我国铅产量已连续多年位居世界第一，是名副其实的铅生产大国。在铅冶炼的过程中的同时也会产生大量的铅渣，据统计，铅冶炼系统每生产1万吨铅排放7100吨铅渣，仅2016年铅冶炼企业产生铅渣超过300万吨，历史堆存量过亿吨。目前，铅渣的利用率很低，大部分采用填埋、堆存的粗放处置方式，其占用了大量的土地，同时废渣中含有铅、锌、铜、镉等有毒重金属，对周边环境的土壤、水体、大气等造成一定的污染。目前铅渣主要有以下几种利用方式：

(1)固化处理：为了很好地实现铅渣中重金属的固化，通常需要加入固化剂，增加了处理成本，限制了该方法的大规模应用。

(2)作为胶结充填体：铅渣替代水泥作为胶结充填体不仅节约了水泥的用量，降低充填成本，同时铅烟化渣也得到了大量的利用，减少了废渣的堆存，但是存在的不足就是没有充分利用铅烟化渣中的有价成分，造成了一定的资源浪费。

(3)回收有价金属：铅渣中含有大量的铁，少量的铜，以及微量的稀散金属铟、镓等，对这些金属的回收主要采用磁选、焙烧、酸浸等方法，然而有价金属的含量较低，且回收工艺较为复杂，同时易造成二次污染。

(4)生产水泥熟料：铅渣含有水泥熟料所需多种组分，可作为配料生产水泥，但由于其水化活性较差，加入量通常仅为3％～5％，利用率较低，无法处理大量的铅渣。此外水泥固化重金属是通过物理包容、替代或吸收机制等形式进入水化产物结构中，在酸性环境下随着时间的推移容易渗滤出来，其安全性能较差，容易造成二次污染。

(5)生产砖瓦：以铅渣作骨料生产砖瓦具有制备简单，成本较低，废渣消耗量大等优点，但是由于砖瓦的结构较为疏松，在酸性或碱性条件下，重金属离子易浸出，对环境造成威胁。

上述铅渣的利用方法存在利用率低、成本高、易造成二次污染等问题，因此急需寻找一种途径既能实现铅渣的无害化处置，又能达到高附加值资源化利用。

中国发明专利(CN104773958A)公开了一种利用铅渣为主要原料，以废玻璃、粉煤灰为成分调节剂，采用熔融法制备钙铁辉石微晶玻璃的方法，制备得到的微晶玻璃满足工业微晶玻璃标准。中国发明专利(CN104445944A)公开了一种以铅冶炼渣等危险固体废弃物为原料采用熔融法制备微晶玻璃，铅冶炼渣的添加量能达到60.0wt.％，同时测试了微晶玻璃的重金属浸出浓度远小于规定值，重金属元素得到了有效的固化。

利用铅渣生产微晶玻璃，不仅能处理大量的废渣，也实现了铅烟化渣中重金属的有效固化，实现了铅渣的无害化处置和高附加值资源化利用，为铅烟化渣的处置提供了一条新思路。熔融压延方法得到的微晶玻璃主要用于工业微晶玻璃，但在建筑微晶玻璃上应用受到限制，而烧结微晶玻璃在建筑方面具有广泛的用途，但由于铅渣中含有大量的铁，水淬玻璃存在摊平温度高，难以直接利用烧结方法制备得到高质量微晶玻璃的难点。本发明将采用熔融调质的方法，降低水淬玻璃摊平温度，并且后续加入低熔点非金属矿以达到直接烧结的目的。

发明内容