[发明专利]一种基于含钛高炉渣自身TiO2

说明书

本发明的目的在于提供一种基于含钛高炉渣自身TiO₂为形核剂的微晶玻璃制备方法，本方法能够较好的利用含钛高炉渣自身的TiO₂成分，不再添加其他形核剂，制备出性能优良的矿渣基微晶玻璃，可提高含钛高炉渣综合利用的附加值，降低微晶玻璃的生产成本，且该方法成分易调节，易实现。

技术领域

本发明涉及矿渣微晶玻璃制备领域，尤其涉及基于含钛高炉渣自身TiO₂为形核剂的微晶玻璃制备工艺。

背景技术

我国蕴藏着极为丰富的钒钛磁铁矿，主要集中在攀枝花-西昌和承德地区，远景储量较大。由于不同的冶炼条件，经过高炉冶金产生的含钛高炉渣中TiO₂的含量不同，可分为高钛高炉渣(w(TiO₂)20％)，中钛高炉渣(10％≤w(TiO₂)≤20％)和低钛高炉渣(w(TiO₂10％)。对于高钛高炉渣主要的利用路径是提钛，对于中低钛高炉渣，目前尚未开发出高效资源利用的方法，将中低钛渣用于制备水泥等建筑材料，其中的钛将会影响水泥的稳定性，且浪费了其中宝贵的钛资源，目前大量的中低钛高炉渣积聚，不仅占地面积大，而且还破坏植被，污染土壤和水资源，且增加企业的土地占用和污染控制成本。如何高效且高附加值的利用中低钛高炉渣，已成为众多学者的研究焦点。

微晶玻璃是由特定成分的基础玻璃在加热过程中通过受控晶化而得到的一种具有微晶相和玻璃相共存结构的多晶材料，具有机械强度高，耐高温，耐损磨，耐腐蚀等优良性能，含钛高炉渣属于硅酸盐材质，其主要成分包括SiO₂、CaO、MgO和Al₂O₃，这也是微晶玻璃的重要组成成分。再结合现代玻璃结构理论可知，在玻璃的微观结构中，SiO₂可以作为网络形成体，MgO、CaO作为网络改良体，Al₂O₃作为网络中间体，而少量的TiO₂又恰好是一种良好的晶核剂，经研究发现当TiO₂含量在3％-5％时制备出的微晶玻璃性能较好。而不同的CaO/SiO₂质量比对微晶玻璃析晶行为产生重要影响，从而对微晶玻璃硬度、密度、抗弯、耐腐蚀性也有重要影响。

现有技术加入铁铬钛三项复合晶核剂，制备出性能较好的微晶玻璃。但这项技术并没有充分利用好高炉渣中自身的TiO₂，需要另外加入其他两种晶核剂，一方面晶核剂的添加量不好控制，另一方面也增加了微晶玻璃的生产成本。现有技术还对高炉渣和粉煤灰按照一定原料配比研磨、压样、晶化和烧结等，得到微晶玻璃。此项技术给出了微晶玻璃的制备方法，但是未考虑微晶玻璃的性能，没有充分探究原料的配比对微晶玻璃一系列物理化学的影响。

综上所述，现有研究针对含钛高炉渣CaO/SiO₂质量比对微晶玻璃性能的影响研究较少，同时没有充分利用原渣中的TiO₂作为晶核剂。本发明针对中低钛高炉渣自身TiO₂为形核剂，且不添加其他形核剂的条件下，以前期实验结果最佳TiO₂含量为3％-5％为基础，探索最佳CaO/SiO₂质量比的含钛高炉渣制备具有优良性能的微晶玻璃的实验方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于含钛高炉渣自身TiO₂为形核剂的微晶玻璃制备方法，其特征在于，包括以下步骤:

(1)将SiO₂和含钛高炉渣混成混合料，并研磨。

(2)高温加热所述混合料，使其熔融。

(3)将熔融物水淬后烘干，获得基础玻璃。

(4)研磨所述基础玻璃。

(5)将粉状基础玻璃样加入聚乙烯醇和硬脂酸锌后研磨混匀。