專利名稱：一種利用磷渣制備微晶玉石板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微晶玉石的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用磷渣制備微晶玉石板的 方法。
背景技術(shù)：
磷渣是磷礦石熱法生產(chǎn)黃磷過程中排放的工業(yè)廢渣，每生產(chǎn)It黃磷，大約產(chǎn)生 8-10噸磷渣。以我國目前的黃磷生產(chǎn)能力，每年的磷渣排放量都在500萬噸以上，且逐年遞 增，目前全國的磷渣排放量約在680-850萬噸。通常情況下，磷渣的排放是采用水淬工藝進(jìn) 行的，即將熔融的高溫磷渣水淬為磷渣粒料，這樣的處理方法存在兩個缺點(1)熔融的磷 渣中所蘊含的大量熱能被浪費掉；(2)水淬處理工藝產(chǎn)生大量的腐蝕性熱蒸汽，造成廢水 的二次污染。目前的磷渣絕大多數(shù)作為制造水泥、磚瓦等的原材料，制成低附加值的產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì) 上不劃算。也有少量的磷渣用來作為制備CaO-Al2O3-SiO2 (CAS)體系微晶玻璃的原材料，但 是CaO-Al2O3-SiO2體系微晶玻璃中CaO的含量為15%左右，而磷渣是一種高CaO含量的廢 渣(CaO >40%)，若制備CAS微晶玻璃，則磷渣在微晶玻璃中的使用率非常低，一般僅為 30-40%。綜上所述，目前磷渣的利用情況不符合大宗量、高附加值綜合利用工業(yè)廢棄物礦 渣的產(chǎn)業(yè)政策和要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種利用磷渣制備微晶玉 石板的方法，制備的微晶玉石板耐磨損、抗腐蝕、耐高溫，無輻射，而且磷渣的利用率高，具 有較高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種利用磷渣制備微晶玉石板的方法，包括以下步驟(1)配料將添加劑和助熔澄清劑的各種輔料粉碎，然后過40目篩，按照成分配比 稱量占總重量20. 0-27. Owt %的添加劑，占總重量5. 0-8. Owt %的助熔澄清齊[J， 其中澄清劑為Ce02、Na2O, NH4NO3和Na2SO4組成的混合物，它們之間的重量比是 (0-4) (0-7) (2-5) (0-15)，添加劑為 Na2C03、Zn0、Mg0、NaN03、CaF2、Si02 和 Al2O3 組 成的混合物，它們之間的重量比是(8-20) (0-7) (0-8) (0-3) (0-5) (0-12) (0-7), 將添加劑與澄清劑混合，形成均勻的輔料配合料。(2)熔化將輔料配合料投入到占總重量65.0-75.0襯％的熔融態(tài)磷渣中，在1460-15601 范圍內(nèi)熔化2. 0-4. Oh,制成玻璃熔液，然后在1350-1500°C范圍內(nèi)保溫1. 0-3. Oh,均化、澄 清玻璃液，得到熔融態(tài)的高溫玻璃熔體。(3)成型
將高溫玻璃熔體通過壓延機(jī)形成玻璃板，或?qū)⒏邷夭Ａ垠w澆注到在400-600°C 范圍預(yù)熱的鋼制模具中成型，得到成型的基礎(chǔ)玻璃板。(4)晶化將成型的基礎(chǔ)玻璃板送入晶化退火窯爐中，在700-800°C范圍保溫核化 2. 0-6. 0h，800-900°C范圍保溫晶化2. 0-8. 0h，600°C退火2_6h，然后隨窯爐自然冷卻，消除 微晶玉石板在熱處理過程中產(chǎn)生的各種應(yīng)力。(5)精加工微晶玉石板出爐之后，對其進(jìn)行切割、倒棱、粗磨、細(xì)拋，得到成品微晶玉石板。本發(fā)明具有以下有益效果1、外觀酷似天然玉石，性能優(yōu)于天然玉石本發(fā)明的微晶玉石板外觀呈半透明蠟脂狀，光澤柔和，可加工性優(yōu)良，適于切割、 雕刻成各種形狀，密度為2. 6-2. 9g/cm3,可見光透光率為10-25 %，莫氏硬度6_8，抗彎強(qiáng) 度 60-1 IOMPa,抗壓強(qiáng)度 270_400MPa，耐酸性(1 % H2SO4) < 0. 06%,耐堿性(1 % NaOH) < 0. 05%。2、磷渣為主要原材料，變廢為寶本發(fā)明的微晶玉石板以磷渣為主要原料，磷渣在微晶玻璃中的使用率達(dá)到 65-75wt%，不僅可以降低微晶玻璃板的生產(chǎn)成本，還可以減輕固體廢棄物對環(huán)境的污染。3、高溫混料_直接成型，節(jié)能減排本發(fā)明的微晶玉石板的制備方法是將輔料加入到熔融態(tài)的高溫磷渣中，攪拌均 勻，熔化成適于制備微晶玉石板的玻璃液，玻璃液通過壓制或澆注形成基礎(chǔ)玻璃板，基礎(chǔ)玻 璃板經(jīng)過晶化熱處理，得到微晶玉石板，該工藝消除了磷渣水淬過程中腐蝕性熱蒸汽的排 放，避免了熔融態(tài)磷渣中的熱能損失，符合節(jié)能減排的產(chǎn)業(yè)政策。
具體實施例方式下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述，本發(fā)明的范圍不受實施例的限制。實施例1一種利用磷渣制備微晶玉石板的方法，包括以下步驟(1)配料將添加劑和助熔澄清劑的各種輔料粉碎，然后過40目篩，按照成分配比稱量占總 重量25wt%的添加劑，占總重量5wt%的助熔澄清劑，其中澄清劑為NH4NO3和Na2SO4組成 的混合物，它們之間的重量比是2 1，添加劑為Na2C03、Zn0、Mg0、Si02和Al2O3組成的混合 物，它們之間的重量比是10 4 5 10 5，將添加劑與澄清劑混合，形成均勻的輔料配 合料。(2)熔化將輔料配合料投入到占總重量70wt%的熔融態(tài)磷渣中，在1560°C熔化4h，制成玻 璃熔液，然后在1480°C保溫lh，均化、澄清玻璃液，得到熔融態(tài)的高溫玻璃熔體，(3)成型高溫玻璃熔體澆注到在600°C預(yù)熱的鋼制模具中成型，得到成型的基礎(chǔ)玻璃板，(4)晶化
將成型的基礎(chǔ)玻璃板送入晶化退火窯爐中，在750°C保溫核化4. 0h，850°C晶化 2. Oh，然后于600°C退火4. Oh,隨窯爐冷卻，(5)精加工微晶玻璃板出爐之后，對其進(jìn)行切割、倒棱、粗磨、細(xì)拋，得到成品微晶玉石玻璃 板。實施例2一種利用磷渣制備微晶玉石板的方法，包括以下步驟(1)配料將添加劑和助熔澄清劑的各種輔料粉碎，然后過40目篩，按照成分配比稱量占總 重量25wt%的添加劑，占總重量3襯％的助熔澄清劑，其中澄清劑為NH4N03、Na2SO4和CeO2 份組成的混合物，它們之間的重量比是4 1 1，添加劑為Na2C03、ZnO、Mg0、Si02和Al2O3 組成的混合物，它們之間的重量比是15 3 5 8 3，將添加劑與澄清劑混合，形成均 勻的輔料配合料。(2)熔化將輔料配合料投入到占總重量72wt%的熔融態(tài)磷渣中，在1540°C熔化4h，制成玻 璃熔液，然后在1460°C保溫lh，澄清、均化玻璃液，得到熔融態(tài)的高溫玻璃熔體，(3)成型高溫玻璃熔體澆注到在600°C預(yù)熱的鋼制模具中成型，得到成型的基礎(chǔ)玻璃板，(4)晶化將成型的玻璃板送入晶化退火窯爐中，在740°C保溫核化4. 0h，835°C晶化2. Oh, 然后在600°C退火4. Oh,隨爐冷卻，(5)精加工微晶玻璃板出爐之后，對其進(jìn)行切割、倒棱、粗磨、細(xì)拋，得到成品微晶玉石玻璃 板。實施例3一種利用磷渣制備微晶玉石板的方法，包括以下步驟(1)配料將添加劑和助熔澄清劑的各種輔料粉碎，然后過40目篩，按照成分配比稱量占總 重量27wt%的添加劑，占總重量5襯％的助熔澄清劑，其中澄清劑為NH4N03、Na2SO4和CeO2 份組成的混合物，它們之間的重量比是2 1 1，添加劑為恥20)3、2110、1%0、5比2、0^2和 Al2O3組成的混合物，它們之間的重量比是20 3 5 6 2 1，將添加劑與澄清劑混 合，形成均勻的輔料配合料，(2)熔化將輔料配合料投入到占總重量68wt%的熔融態(tài)磷渣中，在1530°C熔化4h，制成玻 璃熔液，然后在1460°C保溫lh，均化、澄清玻璃液，得到熔融態(tài)的高溫玻璃熔體，(3)成型將高溫玻璃熔體澆注到在600°C預(yù)熱的鋼制模具中成型，得到成型的基礎(chǔ)玻璃板，(4)晶化將成型的基礎(chǔ)玻璃板送入晶化退火窯爐中，在735°C保溫核化4. 0h，830°C晶化2. Oh，然后于600°C退火4. Oh,隨窯爐冷卻，(5)精加工微晶玻璃板出爐之后，對其進(jìn)行切割、倒棱、粗磨、細(xì)拋，得到成品微晶玉石玻璃 板。
權(quán)利要求
一種利用磷渣制備微晶玉石板的方法，其特征在于包括以下步驟(1)配料將添加劑和助熔澄清劑的各種輔料粉碎，然后過40目篩，按照成分配比稱量占總重量20.0 27.0wt％的添加劑，占總重量5.0 8.0wt％的助熔澄清劑，其中澄清劑為CeO2、Na2O、NH4NO3和Na2SO4組成的混合物，它們之間的重量比是(0 4)∶(0 7)∶(2 5)∶(0 15)，添加劑為Na2CO3、ZnO、MgO、NaNO3、CaF2、SiO2和Al2O3組成的混合物，它們之間的重量比是(8 20)∶(0 7)∶(0 8)∶(0 3)∶(0 5)∶(0 12)∶(0 7)，將添加劑與澄清劑混合，形成均勻的輔料配合料。(2)熔化將輔料配合料投入到占總重量65.0 75.0wt％的熔融態(tài)磷渣中，在1460 1560℃范圍內(nèi)熔化2.0 4.0h，制成玻璃熔液，然后在1350 1500℃范圍內(nèi)保溫1.0 3.0h，均化、澄清玻璃液，得到熔融態(tài)的高溫玻璃熔體。(3)成型將高溫玻璃熔體通過壓延機(jī)形成基礎(chǔ)玻璃板，或?qū)⒏邷夭Ａ垠w澆注到在400 600℃范圍預(yù)熱的鋼制模具中成型，得到成型的基礎(chǔ)玻璃板。(4)晶化將成型的玻璃板送入晶化退火窯爐中，在700 800℃范圍保溫核化2.0 6.0h，800 900℃范圍保溫晶化2.0 8.0h，然后于600℃退火2 6h，隨窯爐自然冷卻，消除微晶玉石板在熱處理過程中產(chǎn)生的各種應(yīng)力，(5)精加工將微晶玉石板出爐之后，對其進(jìn)行切割、倒棱、粗磨、細(xì)拋，得到成品微晶玉石板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磷渣制備微晶玉石板的方法，其特征在于，包括以 下步驟(1)配料將添加劑和助熔澄清劑的各種輔料粉碎，然后過40目篩，按照成分配比稱量占總重量 25wt%的添加劑，占總重量5wt%的助熔澄清劑，其中澄清劑為NH4NO3和Na2SO4組成的混合 物，它們之間的重量比是2 1，添加劑為Na2C03、ZnO, MgO、SiO2和Al2O3組成的混合物，它 們之間的重量比是10 4 5 10 5，將添加劑與澄清劑混合，形成均勻的輔料配合料。(2)熔化將輔料配合料投入到占總重量70wt %的熔融態(tài)磷渣中，在1560°C熔化4h，制成玻璃熔 液，然后在1480°C保溫lh，澄清、均化玻璃液，得到熔融態(tài)的高溫玻璃熔體。(3)成型將高溫玻璃熔體澆注到在600°C預(yù)熱的鋼制模具中成型，得到成型的玻璃板。(4)晶化將成型的基礎(chǔ)玻璃板放入晶化退火窯爐中，750°C保溫核化4. 0h，850°C晶化2. 0h，然 后與600°C退火4. Oh,隨窯爐冷卻。(5)精加工微晶玻璃板出爐之后，對其進(jìn)行切割、倒棱、粗磨、細(xì)拋，得到成品微晶玉石玻璃板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磷渣制備微晶玉石板的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)配料將添加劑和助熔澄清劑的各種輔料粉碎，然后過40目篩，按照成分配比稱量占總重量 25wt%的添加劑，占總重量3wt%的助熔澄清劑，其中澄清劑為NH4N03、Na2SO4和CeO2份組 成的混合物，它們之間的重量比是4 1 1，添加劑為妝20)3、2110、1%0、5102和41203組成 的混合物，它們之間的重量比是15 3 5 8 3，將添加劑與澄清劑混合，形成均勻的 輔料配合料。(2)熔化將輔料配合料投入到占總重量72wt %的熔融態(tài)磷渣中，在1540°C熔化4h，制成玻璃熔 液，然后在1460°C保溫lh，澄清、均化玻璃液，得到熔融態(tài)的高溫玻璃熔體。(3)成型將高溫玻璃熔體澆注到在600°C預(yù)熱的鋼制模具中成型，得到成型的玻璃板，(4)晶化將成型的玻璃板送入晶化退火窯爐中，740°C保溫核化4. 0h，835°C晶化2. 0h，然后在 600°C退火4. Oh，隨爐冷卻，(5)精加工微晶玻璃板出爐之后，對其進(jìn)行切割、倒棱、粗磨、細(xì)拋，得到成品微晶玉石玻璃板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用磷渣制備微晶玉石板的方法，其特征在于，包括以 下步驟(1)配料將添加劑和助熔澄清劑的各種輔料粉碎，然后過40目篩，按照成分配比稱量占總重量 27wt%的添加劑，占總重量5襯％的助熔澄清劑，其中澄清劑為NH4N03、Na2SO4和CeO2份組 成的混合物，它們之間的重量比是2 1 1，添加劑為Na2C03、Zn0、Mg0、Si02、CaFdPAl203 組成的混合物，它們之間的重量比是20 3 5 6 2 1，將添加劑與澄清劑混合，形 成均勻的輔料配合料，(2)熔化將輔料配合料投入到占總重量68wt %的熔融態(tài)磷渣中，在1530°C熔化4h，制成玻璃熔 液，然后在1460°C保溫lh，澄清、均化玻璃液，得到熔融態(tài)的高溫玻璃熔體，(3)成型將高溫玻璃熔體澆注到在600°C預(yù)熱的鋼制模具中成型，得到成型的基礎(chǔ)玻璃板，(4)晶化將成型的基礎(chǔ)玻璃板送入晶化退火窯爐中，在735°C保溫核化4. 0h，830°C晶化2. Oh, 然后于600°C退火4. Oh,隨窯爐冷卻，(5)精加工微晶玻璃板出爐之后，對其進(jìn)行切割、倒棱、粗磨、細(xì)拋，得到成品微晶玉石玻璃板。
全文摘要
一種利用磷渣制備微晶玉石板的方法首先配料，將添加劑與澄清劑混合，形成均勻的輔料配合料；再熔化，將輔料配合料投入到熔融態(tài)磷渣中，熔化制成玻璃熔液，然后保溫，均化、澄清玻璃液，得到熔融態(tài)的高溫玻璃熔體；再成型，將高溫玻璃熔體成型，得到成型的基礎(chǔ)玻璃板；然后晶化，將成型的玻璃板送入晶化退火窯爐中進(jìn)行晶化，退火；最后精加工，微晶玉石板出爐之后，將其加工成品微晶玉石板。本發(fā)明制備的微晶玉石板耐磨損、抗腐蝕、耐高溫，無輻射，而且磷渣的利用率高，具有較高的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C03C6/10GK101948248SQ201010218649
公開日2011年1月19日 申請日期2010年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月5日
發(fā)明者張復(fù)實, 曹建尉, 梁開明 申請人:清華大學(xué)