一种电解锰渣制备的微晶玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术涉及材料领域，具体而言，涉及一种电解锰渣制备的微晶玻璃及其制备方法。一种电解锰渣制备的微晶玻璃，原料主要包括按重量份数计的以下组分：电解锰渣、磷矿石、花岗岩、硅石灰、粉煤灰、云母、碳、硼砂、菱镁矿、重钙以及氧化锆。磷矿石、花岗岩、硅石灰、粉煤灰、云母、碳、重钙、菱镁矿等中的钙、硅、铝等是玻璃形成物，矿物中富含的稀土元素，对微晶玻璃组份十分有利，并且可以大大降低原料成本，提高晶化度和缩短晶化时间，从而提高生产效率。氧化锆中的锆元素能够增加微晶玻璃的耐高温性能、耐磨性能、抗腐蚀性能；氧化锆也作为微晶玻璃成核过程中的成核剂，硼砂中的硼元素也是一种成核剂。

【技术实现步骤摘要】
一种电解锰渣制备的微晶玻璃及其制备方法
本专利技术涉及材料领域，具体而言，涉及一种电解锰渣制备的微晶玻璃及其制备方法。
技术介绍
我国是全球最大的电解金属锰生产、消费和出口国，产能已超过200万吨，占全球电解锰总产能的98％。电解锰渣是电解金属锰后产生的过滤酸渣，是电解锰行业的重点污染物。电解锰渣产生量达7～11吨/吨锰，每年产生量约为2000万吨，历年累积超过8000万吨，存量巨大。电解锰渣的处理是控制与治理锰渣污染的必经之路。专利技术人专利技术了一种电解锰渣制备的微晶玻璃及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电解锰渣制备的微晶玻璃及其制备方法，其旨在改善现有的电解锰渣堆积严重、存量大的问题。本专利技术提供一种技术方案：一种电解锰渣制备的微晶玻璃，电解锰渣制备的微晶玻璃的原料主要包括按重量份数计的以下组分：电解锰渣65-93份、磷矿石10-20份、花岗岩5-16份、硅石灰23-35份、粉煤灰11-22份、云母10-18份、碳4-12份、硼砂3-10份、菱镁矿8-14份、重钙4-15份以及氧化锆1-4份。本专利技术还提供一种技术方案：一种制备上述的电解锰渣制备的微晶玻璃的方法，包括：将混合后的原料熔化为玻璃液，熔化温度为1500-1650℃，熔化时间为0.5-5.0小时；对玻璃液成型得到玻璃板；将玻璃板置于400-670℃的温度下保温3-7小时，然后将温度升高至850-935℃保温5-10小时，再降温到400-670℃，保温6-10小时后取出。本专利技术还提供一种技术方案：一种制备上述的电解锰渣制备的微晶玻璃的方法，其包括：将混合后的原料筛分，粒径大于4mm的为大粒径料，粒径小于4mm的为小粒径料；将大粒径料填入模型内，升温到1320-1450℃，保温1-3小时，震荡模型；降温至500-670℃，保温4-5小时；然后温度升高至880-935℃保温8-10小时，再降温到500-670℃，保温8-10小时后取出；将小粒径料填入模型内，升温到1230-1360℃，保温1-3小时，震荡模型；降温至400-550℃，保温4-5小时；然后温度升高至850-900保温8-10小时，再降温到400-550℃，保温8-10小时后取出。本专利技术实施例提供的电解锰渣制备的微晶玻璃及其制备方法的有益效果是：电解锰渣是SiO2-CaO-MgO-Al2O3四元渣系，能制造微晶玻璃，磷矿石、花岗岩、硅石灰、粉煤灰、云母、碳、重钙、菱镁矿等中的钙、硅、铝等是玻璃形成物，矿物中富含的稀土元素，对微晶玻璃组份十分有利，并且可以大大降低原料成本，提高晶化度和缩短晶化时间，从而提高生产效率。氧化锆中的锆元素能够增加微晶玻璃的耐高温性能、耐磨性能、抗腐蚀性能；氧化锆也作为微晶玻璃成核过程中的成核剂，硼砂中的硼元素也是一种成核剂。本专利技术提供的制备方法制备工艺简单、操作方便，促进大宗量综合利用硅锰合金渣，既拓展了硅锰合金渣的资源化综合利用途径，又减轻了矿渣大量堆积对环境的污染，同时制备得到的微晶玻璃耐磨性能和耐高温性能佳。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的一种电解锰渣制备的微晶玻璃及其制备方法进行具体说明。详细地，一种电解锰渣制备的微晶玻璃，电解锰渣制备的微晶玻璃的原料主要包括按重量份数计的以下组分：电解锰渣65-93份、磷矿石10-20份、花岗岩5-16份、硅石灰23-35份、粉煤灰11-22份、云母10-18份、碳4-12份、硼砂3-10份、菱镁矿8-14份、重钙4-15份以及氧化锆1-4份。进一步地，上述的电解锰渣制备的微晶玻璃的原料主要包括按重量份数计的以下组分：电解锰渣68-87份、磷矿石12-18份、花岗岩8-15份、硅石灰28-34份、粉煤灰13-26份、云母13-16份、碳4-10份、硼砂5-10份、菱镁矿10-14份、重钙9-15份以及氧化锆2-4份。详细地，在本实施例中，上述的电解锰渣制备的微晶玻璃的原料主要包括按重量份数计的以下组分：电解锰渣80份、磷矿石16份、花岗岩11份、硅石灰31份、粉煤灰23份、云母15份、碳8份、硼砂8份、菱镁矿11份、重钙12份以及氧化锆3份。电解锰渣是SiO2-CaO-MgO-Al2O3四元渣系，利用电解锰渣可制微晶玻璃，锰渣掺入量可达到75％以上。电解锰渣微晶玻璃的制备方法具有工艺简单、能耗低和环保等特点，可以成为电解锰渣资源化利用的重要方向。磷矿石、花岗岩、硅石灰、粉煤灰、云母、碳、重钙、菱镁矿等中的钙、硅、铝等是玻璃形成物，矿物中富含的稀土元素，对微晶玻璃组份十分有利，并且可以大大降低原料成本，提高晶化度和缩短晶化时间，从而提高生产效率。氧化锆中的锆元素能够增加微晶玻璃的耐高温性能、耐磨性能、抗腐蚀性能；氧化锆也作为微晶玻璃成核过程中的成核剂，硼砂中的硼元素也是一种成核剂。本专利技术还提供一种技术方案：一种制备上述的电解锰渣制备的微晶玻璃的方法，包括：将混合后的原料熔化为玻璃液，熔化温度为1500-1650℃，熔化时间为0.5-5.0小时；对玻璃液成型得到玻璃板；将玻璃板置于400-670℃的温度下保温3-7小时，然后将温度升高至850-935℃保温5-10小时，再降温到400-670℃，保温6-10小时后取出。首先将各个矿物和原料进行混合，混合后熔化成液体状的玻璃液，在1500-1650℃下熔化0.5-5.0小时，将玻璃液置于模型内成型得到玻璃板。对玻璃板进行晶体化，先在较低的温度，400-670℃下成核，然后在850-935℃的温度下晶化，晶化完后降温保温一端时间取出。专利技术人发现以上述原料组成的物料制成的玻璃板在上述温度区间以及温度范围内得到的微晶玻璃板的耐磨性能和耐高温性能较佳。进一步地，在本实施例中，在取出之前，在炉内坑却至常温后再取出，有利于晶形的进一步完善。本专利技术提供的制备方法制备工艺简单、操作方便，促进大宗量综合利用硅锰合金渣，既拓展了硅锰合金渣的资源化综合利用途径，又减轻了矿渣大量堆积对环境的污染，同时制备得到的微晶玻璃耐磨性能和耐高温性能佳。进一步地，在其他实施例中，在混合原料之前还包括对电解锰渣进行干燥，干燥电解锰渣后粉碎电解锰渣至3mm以下。将电解锰渣进行粉碎，粉料的电解锰渣与原料的混合更均匀，电解锰渣中的锰元素、铝元素避免聚集，以使其在整个玻璃液中均匀分散。进一步地，电解锰渣具有酸性，在其他实施例中，在干燥之前还包括采用氧化钙将电解锰渣的酸性中和。本专利技术还提供一种技术方案：一种制备上述的电解锰渣制备的微晶玻璃的方法，其包括：将混合后的原料筛分，粒径大于4mm的为大粒径料，粒径小于4mm的为小粒径料；将大粒径料填入模型内，升温到1320-1450℃，保温1-3小时，震荡模型；降温至500-670℃，保温4-5小时；然后温度升高至880-935℃保温8-10小时，再降温到500-670℃，保温8-10小时后取出；将小粒径料填入模型内，升温到1230-1360℃，保温1-3小时，震荡模型；降温至400-550℃，保温4-5小时；然后温度升高至850本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解锰渣制备的微晶玻璃，其特征在于，所述电解锰渣制备的微晶玻璃的原料主要包括按重量份数计的以下组分：电解锰渣65‑93份、磷矿石10‑20份、花岗岩5‑16份、硅石灰23‑35份、粉煤灰11‑22份、云母10‑18份、碳4‑12份、硼砂3‑10份、菱镁矿8‑14份、重钙4‑15份以及氧化锆1‑4份。

【技术特征摘要】
1.一种电解锰渣制备的微晶玻璃，其特征在于，所述电解锰渣制备的微晶玻璃的原料主要包括按重量份数计的以下组分：电解锰渣65-93份、磷矿石10-20份、花岗岩5-16份、硅石灰23-35份、粉煤灰11-22份、云母10-18份、碳4-12份、硼砂3-10份、菱镁矿8-14份、重钙4-15份以及氧化锆1-4份。2.根据权利要求1所述的电解锰渣制备的微晶玻璃，其特征在于，所述电解锰渣制备的微晶玻璃的原料主要包括按重量份数计的以下组分：所述电解锰渣68-87份、所述磷矿石12-18份、所述花岗岩8-15份、所述硅石灰28-34份、所述粉煤灰13-26份、所述云母13-16份、所述碳4-10份、所述硼砂5-10份、所述菱镁矿10-14份、所述重钙9-15份以及所述氧化锆2-4份。3.根据权利要求1所述的电解锰渣制备的微晶玻璃，其特征在于，所述电解锰渣制备的微晶玻璃的原料主要包括按重量份数计的以下组分：所述电解锰渣80份、所述磷矿石16份、所述花岗岩11份、所述硅石灰31份、所述粉煤灰23份、所述云母15份、所述碳8份、所述硼砂8份、所述菱镁矿11份、所述重钙12份以及所述氧化锆3份。4.一种制备权利要求1-3任一项所述的电解锰渣制备的微晶玻璃的方法，其特征在于，包括：将混合后的所述原料熔化为玻璃液，熔化温度为1500-1650℃，熔化时间为0.5-5.0小时；对所述玻璃液成型得到玻璃板；将所述玻璃板置于400-670℃的温度下保温3-7小时，然后将温度升高至850-935℃保温5-10小时，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：成昊，叶芬，吴思展，胡松，
申请(专利权)人：铜仁学院，
类型：发明
国别省市：贵州,52