專利名稱：：一種用含鈦高爐渣制備泡沫玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于冶金資源綜合利用與材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種利用含鈦高爐渣制備泡沬玻璃的方法。
背景技術(shù)：
：自1935年泡沬玻璃問世以來，在全世界范圍內(nèi)蓬勃興起，我國的科研工作者也在20世紀(jì)50年代初期開始致力于泡沫玻璃生產(chǎn)工藝的研究，并取得了積極的進(jìn)展。近年來，國內(nèi)科研工作者本著發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，提高資源綜合有效利用率的宗旨，不斷尋求利用工業(yè)固體廢物制備泡沫玻璃的方法。而隨著鋼鐵企業(yè)的飛速發(fā)展，所產(chǎn)生的大量含Ti02的高爐廢渣堆積如山，一直以來，還沒有找到較好的途徑來處理。其直接堆放在露天中，占據(jù)了大量的土地，并造成嚴(yán)重的污染，如何綜合治理含鈦高爐渣一直是環(huán)境和材料工作者關(guān)心的問題。對(duì)于利用固體廢棄物生產(chǎn)泡沬玻璃國內(nèi)有過相關(guān)研究，但多數(shù)研究都是采用廢玻璃和固體廢棄物的混料作為玻璃態(tài)原料，再發(fā)泡制得泡沫玻璃，對(duì)固體廢棄物的利用量不大，作用不明顯，而能否充分的利用廢棄的含鈦高爐渣，使其變廢為寶還是一個(gè)有待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于解決了以往含鈦高爐渣較難利用、處理的問題和材料制備領(lǐng)域含鈦高爐渣利用率偏低的問題。技術(shù)方案本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種用含鈦高爐渣制備泡沫玻璃的方法，其特征在于該方法主要利用廢棄的含鈦高爐渣制備泡沫玻璃，其步驟如下a、玻璃態(tài)原料的制備將含1^0214%29%的高爐渣、硅質(zhì)原料和碳酸鈉按照質(zhì)量比為2030:7080:2030的比例混合配料，混配后放入6(TC的烘箱中烘干，烘干后磨細(xì)至160200目；b、玻璃態(tài)的燒成將a步驟中制得的混合原料裝入坩堝，按1015°C/分鐘的升溫速度升溫至135(TC140(rC，燒成后保溫90180分鐘，水淬處理；c、泡沬玻璃原料的制備按玻璃態(tài)原料總質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，將按質(zhì)量份的碳酸^0.5%2%、硼砂2%8%和磷酸鈉2%8%分別進(jìn)行烘干磨細(xì)至180200目；然后將b步驟中水淬后的玻璃烘干磨細(xì)至160180目，再同磨細(xì)后的碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉共同粉磨3min，達(dá)到均勻混合，形成泡沬玻璃原料待用；d、泡沫玻璃的燒成將c步驟中混合好的泡沬玻璃原料裝模后，按610°C/min的升溫速度升溫至400420°C，保溫lh，再以1520°C/min的升溫速度升溫至880930。C，保溫2030min;e、退火步驟退火時(shí)以1520°C/min的降溫速度快速降溫至600650°C，保溫50100min，再隨爐自然降溫至室溫，即得該泡沫玻璃成品。a步驟中的硅質(zhì)原料可采用石英巖、石英砂巖、石英砂、脈石英或微硅粉。優(yōu)點(diǎn)效果本發(fā)明完全采用工業(yè)固體廢棄物的含鈦高爐渣作為基礎(chǔ)原料制得玻璃態(tài)物質(zhì)，能夠大量利用固體廢棄物，其解決了以往的含Ti02的高爐廢渣堆積如山、沒有較好的途徑來處理的問題，以及其直接堆放在露天中，占據(jù)了大量的土地，并造成嚴(yán)重的污染的問題；該方案中以含丌0214%29%的高爐渣為基礎(chǔ)原料，適量引入硅質(zhì)原料生成玻璃態(tài)物質(zhì)，再添加發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、助熔劑，并以特定熱處理制度制備泡沫玻璃；其將含Ti02的高爐廢渣充分應(yīng)用在制備泡沫玻璃領(lǐng)域，更有效的變廢為寶，解決了較難利用含鈦高爐渣的問題，并且為泡沫玻璃的生產(chǎn)找到了十分廉價(jià)的原料，其生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單、無二次污染，其應(yīng)用前景十分廣泛。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明實(shí)施例一a、玻璃態(tài)原料的制備將含Ti(U4y。的高爐渣原料放入6(TC的烘箱中烘干8h，再磨細(xì)，過200目篩。再按照含鈦高爐渣微硅粉碳酸鈉=20:80:25的質(zhì)量比例混勻，其中氧化硅含量為72.843%，氧化鈉含量為13.350%，氧化鈣含量為5.997%;b、玻璃態(tài)的燒成將a步驟中的混合料裝入剛玉坩堝，按l(TC/min的升溫速度升溫至1350。C溫度制度燒成后，保溫90min，水淬處理；c、泡沫玻璃原料的制備將碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉，分別烘干磨細(xì)至180目；然后將b步驟中水淬后的玻璃烘干磨細(xì)至160目，同磨細(xì)后的碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉共同粉磨3min，達(dá)到均勻混合，形成泡沫玻璃原料待用。其中碳酸轉(zhuǎn)、硼砂、磷酸鈉的添加量以a步驟中玻璃態(tài)原料的總量為標(biāo)準(zhǔn)，碳酸鈣0.5%(質(zhì)量份)，硼砂2%(質(zhì)量份)，磷酸鈉2%(質(zhì)量份)。其中的碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉，分別起到發(fā)泡劑、助熔劑和穩(wěn)泡劑的作用。d、泡沫玻璃的燒成將c步驟中混合好的磨細(xì)泡沫玻璃原料裝入石墨模具后，按l(TC/min的升溫速度升溫至42(TC，保溫lh，再以15°C/min的升溫速度升溫至90(TC，保溫30min;e、退火步驟退火時(shí)以2(TC/min的降溫速度降溫至62(TC，保溫60min，再隨爐自然降溫至室溫。實(shí)施例二a、玻璃態(tài)原料的制備將含110220%的高爐渣原料放入6(TC的烘箱中烘干8h，再分別磨細(xì)至180200目。并按照含鈦高爐渣微硅粉碳酸鈉二25份75份:25份的比例混勻，其中氧化硅含量為69.775%，氧化鈉含量為13.4%，氧化鈣含量為7.183%;b、玻璃態(tài)的燒成將a步驟中制得的混合料裝入剛玉坩堝，按l(TC/min的升溫速度升溫至135(TC溫度制度燒成后，保溫90min，水淬處理；c、泡沫玻璃原料的制備將碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉，分別烘干磨細(xì)至180200目；然后將b步驟中水淬后的玻璃烘干磨細(xì)至160180目，同碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉轉(zhuǎn)入磨機(jī)共同粉磨3min，達(dá)到均勻混合，形成泡沬玻璃原料待用，其中碳酸鈣1%(質(zhì)量份)，硼砂6%(質(zhì)量份)，磷酸鈉6%(質(zhì)量份)，余量為水淬后的玻璃；d、泡沐玻璃的燒成將c步驟中混合好的磨細(xì)泡沫玻璃原料裝入石墨模具后，按l(TC/min的升溫速度升溫至42(TC，保溫lh,再以15°C/min的升溫速度升溫至90(TC，保溫20min;e、退火步驟退火時(shí)以20。C/min的降溫速度降溫至62(TC，保溫60min，再隨爐自然降溫至室溫，即得該泡沫玻璃成品。實(shí)施例三a、玻璃態(tài)原料的制備將含1^0226%的高爐渣原料放入6(TC的烘箱中烘干8h，再分別磨細(xì)至180200目。并按照含鈦高爐渣微硅粉碳酸鈉二30份70份:25份的比例混勻，其中氧化硅含量為66.699%，氧化鈉含量為13.45%,氧化鈣含量為8.59%;b、玻璃態(tài)的燒成將a步驟中制得的混合料裝入剛玉坩堝，按l(TC/min的升溫速度升溫至135(TC溫度制度燒成后，保溫90min,水淬處理；c、泡沫玻璃原料的制備將碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉，分別烘干磨細(xì)至180200目；然后將b步驟中水淬后的玻璃烘干磨細(xì)至160180目，同磨細(xì)后的碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉一起轉(zhuǎn)入磨機(jī)共同粉磨3min，達(dá)到均勻混合，形成泡沫玻璃原料待用，其中碳酸鈣1%(質(zhì)量份)，硼砂8%(質(zhì)量份)，磷酸鈉8%(質(zhì)量份)，余量為水淬后的玻璃；d、泡沫玻璃的燒成將c步驟中混合好的磨細(xì)泡沫玻璃原料裝入石墨模具后，按1(TC/min的升溫速度升溫至420°C，保溫lh，再以15。C/min的升溫速度升溫至90(TC，保溫20min;e、退火步驟退火時(shí)以20'C/min的降溫速度降溫至62(TC，保溫60min，再隨爐自然降溫至室溫，即得該泡沬玻璃成品。實(shí)施例四a、玻璃態(tài)原料的制備將含110226%的高爐渣原料放入6(TC的烘箱中烘干8h，再分別磨細(xì)至180200目。并按照含鈦高爐渣微硅粉碳酸鈉=30份70份:25份的比例混勻，其中氧化硅含量為66.699%，氧化鈉含量為13.45%,氧化鈣含量為8.59%;b、玻璃態(tài)的燒成將a步驟中制得的混合料裝入剛玉坩堝，按l(TC/min的升溫速度升溫至135(TC溫度制度燒成后，保溫90min,水淬處理；C、泡沫玻璃原料的制備將碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉，分別烘干磨細(xì)至180200目；然后將b步驟中的水淬后的玻璃烘干磨細(xì)至160180目，同磨細(xì)后的碳酸鈣，硼砂，磷酸鈉一起轉(zhuǎn)入磨機(jī)共同粉磨3min，達(dá)到均勻混合，形成泡沫玻璃原料待用，其中碳酸鈣1%(質(zhì)量份)，硼砂4%(質(zhì)量份)，磷酸鈉4%(質(zhì)量份)，余量為水淬后的玻璃；d、泡沫玻璃的燒成將c步驟中混合好的磨細(xì)泡沫玻璃原料裝入石墨模具后，按l(TC/min的升溫速度升溫至42(TC，保溫lh，再以15°C/min的升溫速度升溫至900。C，保溫20min;e、退火步驟退火時(shí)以2(TC/min的降溫速度降溫至62(TC，保溫60min，再隨爐自然降溫至室溫，即得該泡沫玻璃成品。實(shí)施例五a、玻璃態(tài)原料的制備將含1^0226%的高爐渣原料放入6(TC的烘箱中烘干10h，再分別磨細(xì)至160目。并按照含鈦高爐渣石英巖碳酸鈉=30份70份20份的比例混勻，其中氧化硅含量為66.699%，氧化鈉含量為13.45%，氧化鈣含量為8.59%;b、玻璃態(tài)的燒成將a步驟中制得的混合料裝入剛玉坩堝，按12TVmin的升溫速度升溫至138(TC溫度制度燒成后，保溫120min,水淬處理；c、泡沬玻璃原料的制備將碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉，分別烘干磨細(xì)至200目；然后將b步驟中水淬后的玻璃烘干磨細(xì)至180目，同磨細(xì)后的碳酸鈣，硼砂，磷酸鈉一起轉(zhuǎn)入磨機(jī)共同粉磨3min，達(dá)到均勻混合，形成泡沫玻璃原料待用，其中碳酸鈣2%(質(zhì)量份)，硼砂4%(質(zhì)量份)，磷酸鈉4%(質(zhì)量份)，余量為水d、泡沬玻璃的燒成將C步驟中混合好的磨細(xì)泡沫玻璃原料裝入石墨模具后，按6。C/min的升溫速度升溫至40(TC，保溫lh，再以20°C/min的升溫速度升溫至88(TC，保溫25min;e、退火步驟退火時(shí)以15XVmin的降溫速度降溫至60(TC，保溫50min，再隨爐自然降溫至室溫，即得該泡沫玻璃成品。實(shí)施例六a、玻璃態(tài)原料的制備將含Ti022(m的高爐渣原料放入6(TC的烘箱中烘干10h，再分別磨細(xì)至190目。并按照含鈦高爐渣石英砂巖碳酸鈉二30份70份30份的比例混勻，其中氧化硅含量為66.699%，氧化鈉含量為13.45%，氧化鈣含量為8.59%;b、玻璃態(tài)的燒成將a步驟中制得的混合料裝入剛玉坩堝，按15。C/min的升溫速度升溫至140(TC溫度制度燒成后，保溫100min，水淬處理；c、泡沫玻璃原料的制備將碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉，分別烘干磨細(xì)至190目；然后將b步驟中的水淬后的玻璃烘干磨細(xì)至170目，同磨細(xì)后的碳酸f5、硼砂和磷酸鈉一起轉(zhuǎn)入磨機(jī)共同粉磨3min，達(dá)到均勻混合，形成泡沬玻璃原料待用，其中碳酸鈣0.5%(質(zhì)量份)，硼砂8%(質(zhì)量份)，磷酸鈉8%(質(zhì)量份)，余量為水淬后的玻璃；d、泡沬玻璃的燒成將c步驟中混合好的磨細(xì)泡沬玻璃原料裝入石墨模具后，按8'C/min的升溫速度升溫至41(TC，保溫lh，再以16°C/min的升溫速度升溫至930。C，保溫30min;e、退火步驟退火時(shí)以15°C/min的降溫速度降溫至63(TC，保溫90min，再隨爐自然降溫至室溫，即得該泡沫玻璃成品。實(shí)施例七a、玻璃態(tài)原料的制備將含TiOJ69&的高爐渣原料放入60。C的烘箱中烘干9h，再分別磨細(xì)至160目。并按照含鈦高爐渣石英砂碳酸鈉二20份75份25份的比例混勻，其中氧化硅含量為69.775%,氧化鈉含量為13.4%，氧化鈣含量為7.183%;b、玻璃態(tài)的燒成將a步驟中制得的混合料裝入剛玉坩堝，按13。C/min的升溫速度升溫至135(TC溫度制度燒成后，保溫180min，水淬處理；c、泡沫玻璃原料的制備將碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉，分別烘干磨細(xì)至195目；然后將b步驟中水淬后的玻璃烘干磨細(xì)至180目，同碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉轉(zhuǎn)入磨機(jī)共同粉磨3min，達(dá)到均勻混合，形成泡沬玻璃原料待用，其中碳酸鈣1%(質(zhì)量份)，硼砂6%(質(zhì)量份)，磷酸鈉6%(質(zhì)量份)，余量為水淬后的玻璃；d、泡沫玻璃的燒成將c步驟中混合好的磨細(xì)泡沫玻璃原料裝入石墨模具后，按l(TC/min的升溫速度升溫至42(TC，保溫lh，再以15°C/min的升溫速度升溫至930。C，保溫20min;e、退火步驟退火時(shí)以20°C/min的降溫速度降溫至650°C，保溫100min，再隨爐自然降溫至室溫，即得該泡沫玻璃成品。實(shí)施例八a、玻璃態(tài)原料的制備將含7^0224%的高爐渣原料放入6(TC的烘箱中烘干8h，再分別磨細(xì)，過200目篩。再按照含鈦高爐渣脈石英碳酸鈉二20:80:30的質(zhì)量比例混勻，其中氧化硅含量為72.843%,氧化鈉含量為13.350%，氧化鈣含量為5.997%;b、玻璃態(tài)的燒成將a步驟中的混合料裝入剛玉坩堝，按l(TC/min的升溫速度升溫至135(TC溫度制度燒成后，保溫90min，水淬處理；c、泡沬玻璃原料的制備將碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉，分別烘干磨細(xì)至180目；然后將b步驟中水淬后的玻璃烘干磨細(xì)至160目，同磨細(xì)后的碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉共同粉磨3min，達(dá)到均勻混合，形成泡沬玻璃原料待用，其中碳酸鈣0.5%(質(zhì)量份)，硼砂2%(質(zhì)量份)，磷酸鈉2%(質(zhì)量份)，余量為水淬后的玻璃；d、泡沫玻璃的燒成將c步驟中混合好的磨細(xì)泡沫玻璃原料裝入石墨模具后，按10。C/min的升溫速度升溫至420。C,保溫lh，再以15°C/min的升溫速度升溫至90(TC，保溫30min;e、退火步驟退火時(shí)以20。C/min的降溫速度降溫至62(TC,保溫60min，再隨爐自然降溫至室溫。綜合以上實(shí)施例的制備方法中可知，該制備方法的a步驟中的氧化硅含量為65%75%，氧化鈉含量為10%15%，氧化轉(zhuǎn)含量為5%10%。性能指標(biāo)如下<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>結(jié)果結(jié)論:本發(fā)明制品理化性能能夠達(dá)到普通泡沫玻璃標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足用于保溫隔熱的材料標(biāo)準(zhǔn)，其成本較低，又利用較易得到的廢棄的含鈦高爐渣，其不僅解決了含鈦高爐渣污染環(huán)境且不易處理的問題，而且解決了以往利用廢棄含鈦高爐渣過程中利用率極低的問題，其生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單、無二次污染，是真正的變廢為寶，具有優(yōu)良的應(yīng)用前景。權(quán)利要求1、一種用含鈦高爐渣制備泡沫玻璃的方法，其特征在于該方法主要利用廢棄的含鈦高爐渣制備泡沫玻璃，其步驟如下a、玻璃態(tài)原料的制備將含TiO214％～29％的高爐渣、硅質(zhì)原料和碳酸鈉按照質(zhì)量比為20～30∶70～80∶20～30的比例混合配料，混配后放入60℃的烘箱中烘干，烘干后磨細(xì)至160～200目；b、玻璃態(tài)的燒成將a步驟中制得的混合原料裝入坩堝，按10～15℃/分鐘的升溫速度升溫至1350℃～1400℃，燒成后保溫90～180分鐘，水淬處理；c、泡沫玻璃原料的制備按玻璃態(tài)原料總質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)，將按質(zhì)量份的碳酸鈣0.5％～2％、硼砂2％～8％和磷酸鈉2％～8％分別進(jìn)行烘干磨細(xì)至180～200目；然后將b步驟中水淬后的玻璃烘干磨細(xì)至160～180目，再同磨細(xì)后的碳酸鈣、硼砂和磷酸鈉共同粉磨3min，達(dá)到均勻混合，形成泡沫玻璃原料待用；d、泡沫玻璃的燒成將c步驟中混合好的泡沫玻璃原料裝模后，按6～10℃/min的升溫速度升溫至400～420℃，保溫1h，再以15～20℃/min的升溫速度升溫至880～930℃，保溫20～30min；e、退火步驟退火時(shí)以15～20℃/min的降溫速度快速降溫至600～650℃，保溫50～100min，再隨爐自然降溫至室溫，即得該泡沫玻璃成品。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用含鈦高爐渣制備泡沬玻璃的方法，其特征在于a步驟中的硅質(zhì)原料可采用石英巖、石英砂巖、石英砂、脈石英或微硅粉。全文摘要本發(fā)明提供一種用含鈦高爐渣制備泡沫玻璃的方法，屬于冶金資源綜合利用與材料制備領(lǐng)域，其主要以含TiO₂14％～29％的高爐渣為基礎(chǔ)原料，適量引入硅質(zhì)原料生成玻璃態(tài)物質(zhì)，再添加發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、助熔劑，并以特定熱處理制度制備泡沫玻璃。其解決了以往含鈦高爐渣較難利用、處理的問題和材料制備領(lǐng)域含鈦高爐渣利用率偏低的問題，該方法既為含鈦高爐渣的利用開辟了新途徑，也為生產(chǎn)找到了十分廉價(jià)的原料。本發(fā)明的方法具有生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)C03C11/00GK101306919SQ200810012110公開日2008年11月19日申請(qǐng)日期2008年7月2日優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日發(fā)明者濤姜,合楊,段培寧,薛向欣,馬明龍申請(qǐng)人:東北大學(xué)