一种微波加热制备的微晶玻璃及方法技术

技术编号:7309466 阅读:257 留言:0更新日期:2012-05-03 03:20
一种微波加热制备的微晶玻璃及方法,它涉及一种微晶玻璃及其制备方法。本发明专利技术要解决现有方法制备微晶玻璃存在原料成本高、成品率低、能源浪费严重,且不利于环境保护的问题。微波加热制备微晶玻璃按重量份数是由50~90份污泥热解灰、10~30份氧化钙、1~20份二氧化硅和有机溶剂采用微波加热制备而成,或者按重量份数是由50~90份污泥热解灰、10~25份碎玻璃、15~25份氧化钙和有机溶剂采用微波加热制备而成;本发明专利技术的制备方法如下:一、制备污泥热解灰,二、成型,三、微波烧结,四、微波核化晶化。本发明专利技术主要用于制备微晶玻璃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微晶玻璃的制备方法。
技术介绍
微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃,是由综合玻璃和陶瓷技术所发展起来的一种新型材料,具有玻璃和陶瓷的双重特性,如膨胀系数低、机械强度高(显微硬度平均为 6. 5GPa、抗弯强度平均为60MPa)、电绝缘性能优良、介电损耗小、耐磨、耐腐蚀、热稳定性好寸。城市污水污泥是城市污水处理的必然产物,随着城市污水处理量逐年提高,产生的污泥量也与日俱增,污水污泥中含有大量的重金属及致病细菌,因此污水污泥的处理显得尤为重要。污泥热解技术不仅可以释放储存在污泥中的能量(热解气体作为工业气体使用,热解油类作为工业油使用),而且可以较大程度的使污泥减容,而污泥中的大部分重金属转移至污泥热解灰中,如何妥善地处理好污泥热解灰则成为后续任务的重点,污泥热解灰中含有的二氧化硅、氧化钙、氧化铝等无机成分,是构成微晶玻璃的主要网络体。现有的微晶玻璃制备多以粉煤灰、尾矿、或纯化工试剂为原料,成本比较高,增加了微晶玻璃制备的生产总成本。现有制备微晶玻璃熔融法、溶胶 凝胶法和烧结法制备。传统的熔融法(整体析晶法)生产工艺为配合料制备一玻璃熔制一粉碎一浇注成型一核化晶化一冷却一抛光处理,其缺点在于玻璃熔融温度高且保温时间长,浪费能源。烧结法生产工艺为配料一玻璃熔制一过筛一浇注成型一烧结一冷却一抛光处理,其的缺点在于制备出的微晶玻璃成品存在一定的气孔,降低产品的成品率。溶胶 凝胶法生产工艺为水解缩聚一溶胶一湿溶胶一干溶胶一粉体一冷却一抛光处理,其不足在于样品的预处理麻烦,生产周期较长,成本高,环境污染大,且制备成的样品容易变形,常用的建筑装饰微晶玻璃板材所采用的原料为纯的化合物,成本较高,因此现有方法制备微晶玻璃存在原料成本高、成品率低、能源浪费严重,且不利于环境保护的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决现有方法制备微晶玻璃存在原料成本高、成品率低、能源浪费严重, 且不利于环境保护的问题,而提供一种微波加热制备微晶玻璃及其方法。微波加热制备微晶玻璃按重量份数是由50 90份污泥热解灰、10 30份氧化钙、1 20份二氧化硅和有机溶剂采用微波加热制成的;所述的污泥热解灰与有机溶剂的质量比为1 (1 5)。微波加热制备微晶玻璃的方法,具体是按照以下步骤完成的一、制备污泥热解灰将污水处理厂排放的湿污泥放入石英反应器中,在1000W 2000W微波辐射、氮气或氩气保护下热解15min 60min,并粉碎过筛即得到污泥热解灰;二、成型按重量份数称取50 90份步骤一制备的污泥热解灰、10 30份氧化钙和1 15份二氧化硅,然后采用有机溶剂将称取的原料混勻并成型;三、微波烧结将步骤二制备成型的物料装入刚玉坩埚中,并将装有成型物料的刚玉坩埚进入微波炉内,在1000W 2000W、氮气或氩气保护下微波加热IOmin 60min,经冷却在刚玉坩埚中得到污泥灰基础玻璃;四、微波核化晶化将步骤三制备的污泥灰基础玻璃放入碳化硅匣钵中,并一起放入微波炉内,首先在750°c 800°C、氮气或氩气保护下核化60 lOOmin,然后以1 5°C / min的升温至950°C 1200°C,并在950°C 1200°C、氮气或氩气保护下晶化60 140min, 经冷却一抛光处理即得到微晶玻璃;步骤二中加入步骤一制备的污泥热解灰与有机溶剂的质量比为1 (1 5)。微波加热制备微晶玻璃按重量份数是由50 90份污泥热解灰、10 25份碎玻璃、15 25份氧化钙和有机溶剂制备而成;所述的污泥热解灰与有机溶剂的质量比为 1 (1 5)。微波加热制备微晶玻璃的方法,具体是按照以下步骤完成的一、制备污泥热解灰将污水处理厂排放的湿污泥放入石英反应器中,在1000W 2000W微波辐射、氮气或氩气保护下热解15min 60min,并粉碎过筛即得到污泥热解灰;二、成型按重量份数称取50 90份步骤一制备的污泥热解灰、10 25份碎玻璃和15 25份氧化钙,然后采用有机溶剂将称取的原料混勻并成型;三、微波烧结将步骤二制备成型的物料装入刚玉坩埚中,并将装有成型物料的刚玉坩埚进入微波炉内,在1000W 2000W、氮气或氩气保护下微波加热IOmin 60min,经冷却在刚玉坩埚中得到污泥灰基础玻璃;四、微波核化晶化将步骤三制备的污泥灰基础玻璃放入碳化硅匣钵中,并一起放入微波炉内,首先在750°C 800°C、氮气或氩气保护下核化60 lOOmin,然后以1 5°C / min的升温至950°C 1200°C,并在950°C 1200°C、氮气或氩气保护下晶化60 140min, 经冷却一抛光处理即得到微晶玻璃;步骤二中加入步骤一制备的污泥热解灰与有机溶剂的质量比为1 (1 5)。本专利技术优点一、本专利技术为污水处理厂排放的湿污泥提供一种良好的利用途径,有利于解决环境污染,实现资源化利用,且降低原料成本;二、本专利技术采用微波烧结制备微晶玻璃,相比于传统方法,工序简单,成品率高,且本专利技术使用的总能源只占传统方法使用能源的25 ,时间缩短了 5 IOh ;三、本专利技术制备的微晶玻璃相比较于传统方法制备的微晶玻璃性能更优越,显微硬度提高了 0. 3 0. 9GPa,抗弯强度提高了 4 7MPa,且本专利技术制备的微晶玻璃无裂纹、有镜面光泽。附图说明图1是具体实施方式二十制备微晶玻璃的10000倍电镜扫描图;图2是具体实施方式四十二制备微晶玻璃的20000倍电镜扫描图。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式提供一种微波加热制备的微晶玻璃,这种微晶玻璃按重量份数由50 90份污泥热解灰、10 30份氧化钙、1 20份二氧化硅和有机溶剂采用微波加热制备而成。本实施方式所述的污泥热解灰与有机溶剂的质量比为1 (1 5)。本实施方式为污水处理厂排放的湿污泥提供一种良好的利用途径,有利于解决环境污染,实现资源化利用,且降低原料成本;本实施方式制备的微晶玻璃相比较于传统方法制备的微晶玻璃性能更优越,显微硬度提高了 0. 3 0. 9GPa,抗弯强度提高了 4 7MPa,且本专利技术制备的微晶玻璃无裂纹、有镜面光泽。具体实施方式二 本实施方式与具体实施方式一的不同点是所述的污泥热解灰是采用污水处理厂排放的湿污泥在微波加热的无氧条件下热解再经粉碎、过筛而制成,其中污泥热解灰按质量分数包含45% 50% Si02、15% 20% Al203、2% 3% Mg0、4% 8% Ca0、l% 3% K20,0. 5% 2% Na20、0. 0001 % 1 % Ti02、5% 9% Fe2O3 和 5% 9% P205。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是所述的有机溶剂为乙醇、丙醇、乙酸、丙酸、丙酮、丁酮、乙醚或丙醚。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是微晶玻璃按重量份数由51 80份污泥热解灰、13 四份氧化钙、10 19份二氧化硅和有机溶剂采用微波加热制备而成;所述的污泥热解灰与有机溶剂的质量比为1 (1.5 4)。其它与具体实施方式一至三相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是微晶玻璃按重量份数由52 60份污泥热解灰、17 28份氧化钙、13 18. 5本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:田禹陈东东左薇
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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