[发明专利]无挥发无害环保非晶态砷的玻璃澄清剂及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种无挥发无害环保非晶态砷的玻璃澄清剂及其制备和应用，该制备方法是将含砷固废和玻璃在1400～1550℃的温度条件下熔化后压片成型制得玻璃片，即为非晶态砷的玻璃澄清剂，该玻璃澄清剂为非晶态玻璃，非晶态玻璃主要由玻璃非晶态网络及固定在玻璃非晶态网络中的非晶态砷构成，其中，非晶态玻璃中，砷元素的含量低于5wt％；玻璃澄清剂按照国家标准GB 19778‑2005测试，砷的析出量低于1mg/L；在制备玻璃制品的过程中加入该玻璃澄清剂；且该玻璃制品中的砷含量为0.1～0.3wt％。按照HJ540‑2010标准测试玻璃澄清剂在使用过程排放的烟尘中的砷含量，测试结果为：低于检出限。本发明的方法可以直接利用含砷固废制备玻璃澄清剂，还可以使得玻璃澄清剂在使用过程中无挥发，环保。

技术领域

本发明属于玻璃技术领域，涉及一种无挥发无害环保非晶态砷的玻璃澄清剂及其制备和应用。

背景技术

在采矿、冶炼以及化工等过程中会产生大量的含砷残渣。我国仅有色行业每年产生的砷渣超过300万吨/年，曾经，砷渣中的砷可被回收以As₂O₃用作玻璃澄清剂使用。关于含砷澄清剂的文献均是利用含砷的固废直接使用或进行提炼制备含砷氧化物或砷酸盐，这些物质都属于晶态物质，一方面在玻璃高温熔化过程中容易挥发，进入车间空气以及烟气，对操作人员造成危害，同时挥发的砷化物再吸附凝华后，易溶于水后进入地下水而影响环境，另一方面高浓度的含砷澄清剂属于管制的特种有毒有害物质，不方便工厂的管理规范，因此，玻璃工业在20世纪80年代广泛应用，而在21世纪初开始限制使用晶态易挥发砷化物澄清剂。目前玻璃工业基于其毒性现已改用锑酸钠作为玻璃澄清剂，但是澄清效果并没有含砷澄清剂好。

目前，按新的环保标准还没有安全有效的实现砷无害化技术与途径，这直接导致涉砷产业含砷固废几乎没有出路，大量含砷残渣只能简单堆放在尾矿库或一些自然场地，简单堆存加大了砷进入自然界循环的速度，导致大量砷流失到环境中，严重威胁着生态环境的安全和人民的生命安全，因此，有效合理利用含砷残渣，并使其资源化，具有十分重要的意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种无挥发无害环保非晶态砷的玻璃澄清剂及其制备和应用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种无挥发无害环保非晶态砷的玻璃澄清剂，为非晶态玻璃，所述非晶态玻璃主要由玻璃非晶态网络及固定在玻璃非晶态网络中的非晶态砷构成；

所述非晶态玻璃中，砷元素的含量低于5wt％(控制砷元素的含量低于5wt％的理由有二：(1)根据国家标准GB18598-2019的标准，砷含量超过5％的处理需要进入刚性填埋场，比较复杂；(2)如果含量太高，根据研究，玻璃会分相，因此不符合析出标准)。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种无挥发无害环保非晶态砷的玻璃澄清剂，所述非晶态玻璃中的所述玻璃非晶态网络由玻璃组分形成，且所述玻璃组分与所述玻璃澄清剂所应用的玻璃组分保持一致，目的是防止该玻璃澄清剂的加入影响玻璃的基本性能；

所述玻璃澄清剂中，玻璃组分的含量为90wt％以上，主要是为了防止作为澄清剂的添加剂会影响玻璃原有的玻璃组分。

如上所述的一种无挥发无害环保非晶态砷的玻璃澄清剂，所述玻璃澄清剂按照国家标准GB19778-2005测试，砷的析出量低于1mg/L(而现有技术的玻璃澄清剂按照国家标准GB 19778-2005测试，砷的析出量高于5mg/L)；

按照HJ540-2010标准测试所述玻璃澄清剂在使用过程排放的烟尘中的砷含量，发现其低于检出限(按照HJ540-2010标准测试现有技术的玻璃澄清剂在使用过程排放的烟尘中的砷含量，发现其高于检出限，原则上是不能使用的)。