一種利用熔渣處理廢棄crt并制備微晶玻璃的方法
【專利摘要】本發明提供一種利用熔渣處理廢棄CRT并制備微晶玻璃的方法，屬于資源綜合利用領域。CRT全稱為Cathode?Ray?Tube，即陰極射線管，本發明的主要工藝為：在高溫冶金熔渣排渣過程中，將制備好的廢棄CRT粉料同步按比例加入到熔渣中，將混勻后的熔渣進一步作為制備微晶玻璃的材料。本發明直接利用了熔渣的熱量，并能夠大量處理廢棄CRT，固結其中的重金屬離子，制備出高附加值產品，具有良好的經濟效益和社會效益，適合工業生產中的大規模應用。
【專利說明】—種利用熔渣處理廢棄CRT并制備微晶玻璃的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及資源綜合利用領域，特別是指一種利用熔渣處理廢棄CRT并制備微晶玻璃的方法，該方法起到爐渣顯熱回收和CRT中重金屬離子固結的節能環保方法。
【背景技術】
[0002]近年來，我國逐漸成為陰極射線管(Cathode Ray Tube簡稱CRT)的生產大國、消費大國，由于廢棄CRT中含有許多重金屬離子難以資源化利用，從而導致每年都有大量的廢棄CRT堆積。
[0003]高爐渣和鋼渣等冶金渣是冶金過程中排放出的大量固體廢棄物，攜帶大量的顯熱，目前鋼鐵企業中普遍采用直接冷卻后再利用的方法，這種方法未能實現冶金渣熱量的利用，大量顯熱被直接浪費。冷卻后的冶金渣利用附加值過低，如果未能及時處理會造成堆積從而危害環境。
[0004]微晶玻璃是將特定組成的基礎玻璃，在加熱過程中通過控制晶化而制得的一類含有大量微晶相及玻璃相的多晶固體材料。微晶玻璃具有高溫熔融和基礎玻璃熱處理兩個工藝過程。其中，熔融溫度為1500°C左右，與冶金熔渣溫度接近。這種工藝制造的微晶玻璃組成為CaO-Al2O3-SiO2系，這類微晶玻璃的主要成份為Si02、Al203、Ca0，與冶金渣和CRT的成分接近。因此，恰當調整高溫熔融狀態下的冶金渣組分和溫度，然后按照適當配比加入CRT，就能夠將熔渣與CRT直接作為微晶玻璃的高溫熔融原料進行利用。
[0005]對CaO-Al2O3-SiO2系礦渣微晶玻璃的研究已有很長的歷史，已經實現了產業化生產。CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃具有抗彎、抗壓和抗沖擊性能優良、化學穩定性好、耐磨性強的特點。
[0006]近來，國內外都有不少研究學者嘗試將高溫熔渣制備成微晶玻璃，如專利“液態高爐渣直接制作微晶玻璃的方法”(申請號:201010274345.8)，“一種熱態鋼渣直接制備鐵磁性微晶玻璃的方法”(申請號:201210359035.5)。但是這些專利中均沒有使用其余社會廢棄資源，并且需要加入大量添加劑。
[0007]對廢棄CRT的資源化利用也有不少研究，如專利“利用廢棄CRT玻璃渣及熒光粉制備微晶玻璃的工藝”(申請號:201110349617.0)，“一種利用冶煉廢渣及CRT廢舊玻璃制備微晶玻璃的方法”(申請號:201110305757.8)。這些研究中也都沒有可以避免玻璃原料高能耗熔融的方法，并且對其重金屬離子固結效果的研究甚少。
【發明內容】
[0008]本發明要解決的技術問題是提供一種利用熔渣處理廢棄CRT并制備微晶玻璃的方法。提出這種經濟可行的廢棄CRT資源再利用化方法，利用鋼鐵廠大量的硅鈣質熔渣與硅質廢棄CRT為原料制造高附加值的建筑材料，能夠節約大量的社會資源材料；其次，同時利用熔渣熱處理基礎玻璃料的方法，通過直接利用冶金工藝中排出的熔渣熱量熔融廢棄CRT原料，避免了對微晶玻璃原料熔融加工的大量能耗，保證了本發明不僅社會效益顯著，技術可行，而且同樣具有良好的經濟效益；最后，制造微晶玻璃基礎料時，與高爐熔渣在14001~16001高溫熔融保溫后進行水淬處理，生成玻璃相，大量重金屬離子被包裹在玻璃相中，起到了穩固固結的效果，后續檢測也證明效果良好。
[0009]為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種利用熔渣處理廢棄并制備微晶玻璃的方法，其主要工藝步驟如下:
[0010](1)將廢棄0^1進行粉磨，過篩后備用；
[0011](2)在液態高溫熔渣排渣過程中，將備用的廢棄0^1粉料同步按比例加入到渣包中；
[0012](3)將混勻后的熔渣直接制備微晶玻璃或將熔渣迅速進行水淬，烘干后進行粉磨，得到基礎玻璃料，再按照傳統工藝制備形成微晶玻璃產品。
[0013]其中，備用的廢棄⑶！'粉磨后，要保證過200目標準篩篩余小于5% ；高溫熔渣為溫度14001以上，液態的鋁硅酸鹽熔渣；包括冶金過程中排出的高爐渣、轉爐渣、電爐渣、銅渣、鎳鐵渣；加入廢棄粉料占微晶玻璃原料的質量百分比為10%-45%，相應熔渣質量百分比為90%-55% ；在熔渣混勻的過程中無需外加其他晶核劑或添加劑，混勻后的熔渣可以采用壓延法或澆鑄法直接制備微晶玻璃。
[0014]本發明的上述技術方案的有益效果如下:
[0015]上述方案中，針對廢棄0^1含有大量3102組分和重金屬離子的特點，作為微晶玻璃的主要原料，與高爐渣等廢棄物協同制備微晶玻璃，實現廢棄的處理和高值利用；針對14001~16001熔融態高爐渣具有大量顯熱的特點，直接細碎后的廢棄'加入熔融態高爐渣中，省去了傳統微晶玻璃原料的熔融能耗，起到顯著節能減排和降低成本的作用；廢棄中的重金屬離子可以轉化為微晶玻璃的晶核劑，無需添加其它添加劑，制備的微晶玻璃材料滿足相關環境標準，實現了廢棄的綠色利用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的一種利用熔渣處理廢棄0^1并制備微晶玻璃的方法(采用燒結法制備微晶玻璃)的示意圖。
[0017]圖2為本發明的一種利用熔渣處理廢棄0^1并制備微晶玻璃的方法(采用澆鑄法制備微晶玻璃)的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0019]本發明針對現有的廢棄0^1含有大量3102組分和重金屬離子且得不到有效利用的問題，提供一種利用熔渣處理廢棄并制備微晶玻璃的方法。
[0020]實施例1:
[0021]如圖1所示，本發明的實施例:利用熔渣處理廢棄0^1并采用燒結法制備微晶玻璃，其具體工藝如下:將廢棄進行粉磨，過200目篩，然后按照占總原料25%的比例加入到某鋼鐵廠排出的高爐熔渣中，待熔渣混勻后，在14501的溫度下迅速進行水淬。烘干后進行粉磨，然后過200目篩，得到基礎玻璃料。[0022]將粉狀基礎玻璃料按照所需體積以101？3的壓力進行壓制成塊，放入加熱爐中進行加工，熱處理制度為:核化溫度8001，核化升溫速率101 /111111,核化保溫時間111，晶化溫度8501，晶化升溫速率為41 /111111,晶化保溫時間111，冷卻速率41 /111111到5001后隨爐膛冷卻，得到微晶玻璃材料。
[0023]實施例2:
[0024]如圖1所示，本發明的實施例:利用熔渣處理廢棄0^1并采用燒結法制備微晶玻璃，其具體工藝如下:將廢棄(6^1進行粉磨，過200目篩，然后按照占總原料35%的比例加入到某鋼鐵廠排出的高爐熔渣中，待熔渣混勻后，在15001的溫度下迅速進行水淬。烘干后進行粉磨，然后過200目篩，得到基礎玻璃料。
[0025]將粉狀基礎玻璃料按照所需體積以101？3的壓力進行壓制成塊，放入加熱爐中進行加工，熱處理制度為:核化溫度780。。，核化升溫速率101 /111111,核化保溫時間111，晶化溫度8701，晶化升溫速率為41 /111111,晶化保溫時間111，冷卻速率41 /111111到5001后隨爐膛冷卻，得到微晶玻璃材料。
[0026]實施例3:
[0027]如圖1所示，本發明的實施例:利用熔渣處理廢棄0^1并采用燒結法制備微晶玻璃，其具體工藝如下:將廢棄進行粉磨，過200目篩，然后按照占總原料45%的比例加入到某鋼鐵廠排出的高爐熔渣中，待熔渣混勻后，在14001的溫度下迅速進行水淬。烘干后進行粉磨，然后過200目篩，得到基礎玻璃料。
`[0028]將粉狀基礎玻璃料按照所需體積以101？3的壓力進行壓制成塊，放入加熱爐中進行加工，熱處理制度為:核化溫度8001，核化升溫速率101 /111111,核化保溫時間111，晶化溫度8501，晶化升溫速率為41 /111111,晶化保溫時間111，冷卻速率41 /111111到5001后隨爐膛冷卻，得到微晶玻璃材料。
[0029]實施例4:
[0030]如圖2所示，本發明的實施例:利用熔渣處理廢棄0^1并采用澆鑄法制備微晶玻璃，其具體工藝如下:將廢棄進行粉磨，過200目篩，然后按照占總原料15%的比例加入到某鋼鐵廠排出的高爐熔渣中，熔渣在排放過程中加入廢棄混合均勻，直接將熔渣進行澆鑄。澆鑄成型的基礎玻璃直接放置于加熱爐中退火保溫。退火后的基礎玻璃熱處理制度為:核化溫度780。。，核化升溫速率101 /111111,核化保溫時間1卜，晶化溫度8701，晶化升溫速率為41 /111111,晶化保溫時間111，冷卻速率41 /111111到5001后隨爐膛冷卻，得到微晶玻璃材料。
[0031]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種利用熔渣處理廢棄并制備微晶玻璃的方法，其特征在于:主要工藝步驟和條件如下: (1)將廢棄'進行粉磨，過篩后備用； (2)在液態高溫熔渣排渣過程中，將備用的廢棄粉料同步按比例加入到渣包中； (3)將混勻后的熔渣直接制備微晶玻璃或將熔渣迅速進行水淬，烘干后進行粉磨，得到基礎玻璃料，再按照傳統工藝制備形成微晶玻璃產品。
2.如權利要求1所述的一種利用熔渣處理廢棄⑶!'并制備微晶玻璃的方法，其特征在于:高溫熔渣為溫度14001以上，液態的鋁硅酸鹽熔渣；包括冶金過程中排出的高爐渣、轉爐渣、電爐渣、銅渣、鎳鐵渣。
3.如權利要求1所述的一種利用熔渣處理廢棄⑶!'并制備微晶玻璃的方法，其特征在于:備用的廢棄粉磨后，過200目標準篩，篩余小于5%。
4.如權利要求1所述的一種利用熔渣處理廢棄⑶!'并制備微晶玻璃的方法，其特征在于:處理制備過程中無需外加其它晶核劑或者添加劑。
5.如權利要求1所述的一種利用熔渣處理廢棄⑶!'并制備微晶玻璃的方法，其特征在于:加入廢棄粉料占微晶玻璃原料的質量百分比為10%-45%，相應熔渣百分比為90%-55%。
6.如權利要求1所述的一種利用熔渣處理廢棄并制備微晶玻璃的方法，其特征在于:混勻后的熔渣進行水淬 時的溫度在14001~16001。
7.如權利要求1所述的一種利用熔渣處理廢棄⑶!'并制備微晶玻璃的方法，其特征在于:混勻后的熔渣采用壓延法或澆鑄法制備微晶玻璃。
【文檔編號】C03C10/00GK103833227SQ201410110097
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】李宇, 蒼大強, 努爾艾力·庫爾班江, 熱娜古麗·艾克白爾 申請人:北京科技大學