專利名稱：利用粉煤灰制造建筑用微晶玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域。涉及到利用粉煤灰制造建筑用微晶玻璃的方法。
在現(xiàn)有技術(shù)中利用工業(yè)廢渣制造建筑用微晶玻璃包括兩類即礦渣型和灰渣型。礦渣型微晶玻璃的原料主要是利用煉鐵高爐渣、鐵合金生產(chǎn)中的Si-Mn合金渣、煉鎳廢渣、鉛礦渣、銅礦渣、錳礦渣和鉻鐵礦渣等。而灰渣型微晶玻璃的原料主要是利用粉煤灰或煤渣或煤矸石等。目前，我國燃煤電廠粉煤灰每年排入6000萬噸，年利用率僅為28%?，F(xiàn)在利用粉煤灰制造微晶玻璃的粉煤灰用量也只有30%左右，且所需設(shè)備投資較大、產(chǎn)品成本較高。
本發(fā)明的目的是利用粉煤灰中SiO2和Al2O3，配以鈣質(zhì)材料，構(gòu)成CaO-Al2O3-SiO2系統(tǒng)基礎(chǔ)玻璃，并加入適當(dāng)成核劑，制得粉煤灰建筑微晶玻璃。
本發(fā)明的構(gòu)思是鈣質(zhì)材料的引入并非單一地采用石灰或石或白云石或CaO或Ca(OH)2，而是采用硅灰石(CaO·SiO2)。它是一種偏硅酸鈣類礦物，具有與層狀硅酸鹽礦物相類似的結(jié)構(gòu)。理論化學(xué)組成為CaO48.25%、SiO251.75%，天然硅灰石還有Fe2O3、Al2O3、MgO、Na2O及K2O等雜質(zhì)，熔點為1540℃，為纖維狀、塊狀或柱狀晶體的集合體。它不含有機物、吸附水和結(jié)晶水、蒸熱分解時不放出氣體，干燥收縮和燒成收縮都很小，膨脹系數(shù)較小、膨脹變化均勻，其制品機械強度較高。本發(fā)明為降低粉煤灰熔制溫度，特引入助熔劑。該助熔劑主要是經(jīng)煅燒的硼鎂礦粉(2MgO·B2O3)，即同時引入MgO和B2O3，其目的由硼鎂礦引入B2O3減少熔制過程中B2O3的揮發(fā)，且成本低。
實現(xiàn)本發(fā)明制作建筑用微晶玻璃的配方是粉煤灰30～60%;硅灰石10～25%;硼鎂礦粉10～20%;硼砂5～15%;NaCl，Na2SO4，CaF2，碎玻璃為8～15%;ZnO，Cr2O3，ZrO2，TiO2，P2O5，BaSO4適量。
本發(fā)明工藝實施步驟是，首先將所需原料(除粉煤灰)按要求比例配料粉碎，要求粒度小于200目。如采用池窯其配料可直接入窯;如采用沖天爐其配料應(yīng)先制成球。熔窯可采用池窯;也可采用沖天爐與小池窯相結(jié)合的方式，該方式是利用沖天爐熔化快的優(yōu)點，然后于池窯內(nèi)保溫、澄清和均化(一般澄清4h以上)。沖天爐與一般煉鐵沖天爐結(jié)構(gòu)相同，只是在沖天爐風(fēng)包下部有矩形出料口與其外部池窯相連。該池窯與一般玻璃池窯類同，它具有矩形形狀，凈寬不小于100cm;長不小于600cm;高不小于50cm，內(nèi)部設(shè)二道以上擋渣梁，尾部出口設(shè)閘門，靠近尾部的一道擋渣梁底緣要明顯低于前道擋渣梁和閘門底坎。其池窯加熱方式可采用電極或重油，天然氣，也可采用焦炭。如采用焦炭加熱，應(yīng)在池窯外部設(shè)置二個以上小爐。成型方式采用澆注或軋制。退火窯可采用間歇式或連續(xù)式。連續(xù)式退火窯采用輥道窯。退火溫度為550～700℃，降溫速度小于10℃/min，晶化溫度850～950℃，退火時間5h以上。退火或晶化后板材須進(jìn)行加工，此道工序與大理石加方法相同(如切邊、拋光)。
利用粉煤灰制造的微晶玻璃，其優(yōu)點是粉煤灰用量大(30～60%)，設(shè)備投資小，成本低。通過著色后可作成多種顏色微晶玻璃(除純白色外)?？蓮V泛用于建筑裝飾、冶金、化工、儀表、民用生活用品等領(lǐng)域。
利用粉煤灰制造的微晶玻璃，其性能是抗壓強度大于100MPa;抗彎強度大于30MPa;顯微硬度大于10，000MPa;密度2600～2950kg/m3;化學(xué)穩(wěn)定性大于98%;熱穩(wěn)定性大于200次。
本發(fā)明的最佳實施例其配料是粉煤灰40%;硅灰石15%;硼鎂礦15%;硼砂10%;礦渣5%;NaCl2%;Na2SO43%;CaF23%;碎廢玻璃2%;外加成核劑(ZnO、Cr2O3、ZrO2、TiO2、P2O5)適量。
將上述配料制成球，成球方式可采用軋制，或利用粘合劑如水玻璃，粘合成球。然后利用沖天爐熔化。焦碳與原料比為1∶2～3。沖天爐下接池窯，進(jìn)入池窯中玻璃液用池窯的小爐加熱保溫，經(jīng)4h澄清，出料成型，成型后進(jìn)入退火窯600℃退火1h。如需晶化再經(jīng)900℃、30min。然后5h以3℃/min速度降至室溫出窯，再進(jìn)行切邊拋光等工序，然后包裝出廠。
附圖
是粉煤灰微晶玻璃工藝流程圖。
權(quán)利要求
1.一種利用粉煤灰制造建筑用微晶玻璃，它是用硅灰石引入鈣質(zhì)材料，用硼鎂礦引入B2O3，同時引入NaCl及碎玻璃等以降低粉煤灰的熔化溫度，采用沖天爐與池窯聯(lián)合熔制方式，其特征在于(1)所述的成份配方是粉煤灰30～60%；硅灰石10～25%；硼鎂礦10～20%；礦渣、NaCl、碎玻璃、CaF2、BaSO48～15%。(2)所述的熔制工藝是沖天爐加池窯方案，即由沖天爐快速熔化，由池窯保溫、澄清均化；沖天爐風(fēng)包下部有矩形孔與其外部池窯相連；池窯具有矩形形狀，凈寬不小于100cm，凈長不小于600cm，凈高不小于50cm；內(nèi)部設(shè)二道以上擋渣梁，尾部設(shè)閘門，靠近尾部的擋渣梁底緣要明顯低于道部擋渣梁和閘門底坎。
全文摘要
利用粉煤灰制造建筑用微晶玻璃，其主要原材料是粉煤灰，同時引入鈣質(zhì)材料、助熔劑、澄清劑、成核劑，采用沖天爐與池窯聯(lián)合熔制方式，熔制成基礎(chǔ)玻璃，再經(jīng)晶化而成。其性能各項指標(biāo)均優(yōu)于天然大理石，且投資少、成本低?？蓮V泛用于建筑、冶金、化工、儀表、工藝品等領(lǐng)域。對于綜合利用工業(yè)廢渣資源、凈化環(huán)境具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號C03C10/00GK1087067SQ92113450
公開日1994年5月25日 申請日期1992年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月18日
發(fā)明者王立久, 王儒賀, 成進(jìn)凡, 李福雁, 曹永民, 張志波 申請人:大連理工大學(xué)