一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法，包括如下步骤：步骤一、原料选择；步骤二、原料混合；步骤三、混合料的熔化；步骤四、压延成形；步骤五、退火；步骤六、晶化。本发明专利技术利用铝灰为主要原料制备微晶玻璃，利用率达50％以上，变废为宝，有效解决铝灰带来的环境危害。所制备的微晶玻璃主晶相为尖晶石，次晶相为闪石，莫氏硬度最高可达8级，耐磨性能优良，可用作耐磨防腐材料。生产的尖晶石系列微晶玻璃，产品抗压强度400～500MPa，抗弯强度70～90MPa。

A method of producing spinel glass ceramics using aluminum ash as main raw material

The invention discloses a method for producing spinel glass-ceramics using alumina ash as the main raw material, including the following steps: step 1, raw material selection; step 2, raw material mixing; step 3, melting of mixture; step 4, calendering forming; step 5, annealing; step 6, crystallization. The invention uses aluminium ash as the main raw material to prepare glass-ceramics, and the utilization ratio reaches more than 50%, thus turning waste into treasure and effectively solving the environmental hazards caused by aluminium ash. The main crystalline phase of the glass-ceramics is spinel and the secondary phase is amphibole. The hardness of the glass-ceramics is up to 8 grade. The glass-ceramics have excellent wear resistance and can be used as wear-resistant and corrosion-resistant materials. The production of spinel glass ceramics has a compressive strength of 400 to 500MPa and a flexural strength of 70 to 90MPa.

【技术实现步骤摘要】
一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法
本专利技术涉及一种微晶玻璃的制备方法，具体涉及一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法。
技术介绍
矿渣微晶玻璃是以冶金渣、尾矿等工业废渣及天然矿物为主要原料，引入一定量的晶核剂、助熔剂等辅助原料，经配料、熔化、成型、退火、晶化等工序制成的一种微晶材料。随着我国工业化进程的加快，各种矿渣、尾矿大量排放和堆积，造成了极为严重的环境问题。目前市场上的微晶玻璃多数以天然矿物或纯化学物质为主要原料，生产成本高，原材料储量较低，而矿渣微晶玻璃主要利用各种工业废弃物配合少量的添加剂进行生产，成本低廉，原料储量丰富，同时解决废渣带来的环境问题。随着矿渣、工业废渣等固体废弃物的排放量日益剧增。铝制品的使用率逐年提高，目前全世界铝的产量和消费量已超过2700万吨/年，并且每年以1％～3％的速度增长。近几年我国铝生产能力及产量大幅度增加，产量已占世界原铝产量的1/4以上。铝冶炼过程中会产生1％～3％的铝灰，铝灰中含有很多直接或间接危害环境的元素或化合物(如铝灰中的Al4C3和AlN遇水会分别产生CH4和NH3)，如果直接将其填埋，会对环境造成严重威胁。随着铝工业的发展，铝灰的回收利用已经成为世界性的问题。但由于目前回收利用铝灰仅仅只是回收其中的单质铝，而对产生的废弃物没有得到很好的利用，且回收过程产生的污染极大，能耗高。利用铝灰制备微晶，不仅能保证对铝灰的有效利用，同时生产过程中污染小，能耗低。在铝冶炼、成型过程中会产生多种副产品。作为铝工业主要的副产品，铝灰产生于所有铝发生熔融的工序，给生态环境造成一定程度的污染。通过成分检测发现铝灰的主要成分为：Al2O3(50～75％)及Na2O(8～12％)等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法。本专利技术是这样实现的：一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法，包括如下步骤：步骤一、原料选择选择如下重量百分比的原料：原料名称氟硅酸钠纯碱轻烧镁铝灰石英砂重量比例(％)2.8～6.53.2～9.514～18.951～60.512～20其中，以铝灰废弃物为主要原料，氟硅酸钠(提供F)、纯碱(提供Na2O)、轻烧镁(提供MgO)、铝灰(提供Al2O3、K2O、CaO、Fe2O3、TiO2)、石英砂(提供SiO2)，均可在周边采购，且化学成份较为稳定，生产成本较低。经过对上述原料的成分分析，可以得到上述原料的主要成分，如下表：化学成分氟硅酸钠纯碱轻烧镁铝灰石英砂F59.430.000.001.910.00Na2O32.3257.320.019.840.00MgO0.000.0075.612.450.00Al2O30.000.000.6668.140.00SiO231.280.009.604.6999.12最终，通过合理调整上述原料的用量比例，保证配方体系中主要化学成分满足下表的条件。化学成份FNa2OMgOAl2O3SiO2重量比(％)3～510～1314～1740～4520～27步骤二、原料混合将上述原料按比例称量好后送至混料机中混合，并加入占混合物总重量3～5％的水，混合3～5分钟后，送至全电熔窑加料仓。步骤三、混合料的熔化(1)加料：采用自动加料机进行加料，通过红外线液面仪控制加料。(2)混合料的熔化采用全电熔窑进行全电熔窑分为主熔化池、流液洞、上升道、和料道几部份，混合料的熔化(熔化温度1500℃～1550℃)、澄清和均化(澄清和均化温度1400～1450℃)时间8小时左右，均在主熔化池进行，澄清、均化好的玻璃经流液洞、上升道进入料道，温度控制在1300℃～1350℃，经料道降温后，进入压延机进行压延成形，成形温度1050℃～1150℃。步骤四、压延成形每条生产线采用两台玻璃压延机(一用一备)压延成形，板材厚度、宽度可根据生产要求进行调节，成形的玻璃带经传送辊道进入退火窑退火。步骤五、退火玻璃带进入退火窑温度为600～750℃，在600～700℃保温10～20分钟后，按3℃/分～5℃/分的速度降温至520～600℃，再按7℃/分～12℃/分的速度降温至300℃，再经过40～60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割工序。冷端切割工序按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后形成半成品(退火板)，经过渡辊台送至晶化窑晶化。步骤六、晶化检测合格的退火板进入晶化窑，经60～120分钟升温至750℃～850℃,在750℃～850℃保温60～90分钟核化，在经60～90分钟升温至1030℃～1080℃,在1030℃～1080℃保温60～120分钟晶化，经90～120分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程。成为晶化板，送至磨切车间进行精加工。步骤七、磨抛检测合格的晶化板经ZDML-16全自动磨机进行打磨、抛光等表面加工，然后入库保存。本专利技术具有如下优点：1、利用铝灰为主要原料制备微晶玻璃，利用率达50％以上，变废为宝，有效解决铝灰带来的环境危害。2、该专利技术所制备的微晶玻璃主晶相为尖晶石，次晶相为闪石，莫氏硬度最高可达8级，耐磨性能优良，可用作耐磨防腐材料。3、本专利技术以铝灰矿渣为主要原料可用于生产尖晶石系列微晶玻璃，产品抗压强度400～500MPa，抗弯强度70～90MPa。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例一1、将下述原料准确称量，送入混料机混合(混合时间4分钟，加水27Kg.)。2、将上述混合料送入全电熔窑熔化，熔化温度1550℃，熔化好的玻璃经澄清和均化后，通过流液洞、上升道进入料道，温度降至1350℃，再进入压延工作池，经压延机压延成形(成形温度1150℃)后进入退火窑。3、压延后的玻璃板材退火窑进行退火，进窑温度为700℃，在650℃保温15分钟后，按3℃/分的速度降温至550℃,再按9℃/分的速度降温至300℃,再经过60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割线。冷端切割线按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后生成半成品(退火板)，经过渡辊台送至晶化窑晶化。4、检测合格的退火板进入晶化窑，经120分钟升温至850℃,在850℃保温60分钟核化，在经70分钟升温至1080℃,在1080℃保温60分钟晶化，经120分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程。成为毛板(晶化板)，送至磨切车间精加工。实施例二1、将下述原料准确称量，送入混料机混合(混合时间4分钟，加水20Kg.)。原料名称氟硅酸钠纯碱轻烧镁铝灰石英砂重量(kg)24.240.895292.696.72、将上述混合料送入全电熔窑熔化，熔化温度1500℃，熔化好的玻璃经澄清和均化后，通过流液洞、上升道进入料道，温度降至1300℃，再进入压延工作池，经压延机压延成形(成形温度1050℃)后进入退火窑。3、压延后的玻璃板材退火窑进行退火，进窑温度为650℃，在650℃保温15分钟后，按3℃/分的速度降温至580℃,再按9℃/分的速度降温至300℃,再经过60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割线。冷端切割线按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后生成半成品(退火板)，经过渡辊台送至晶化窑晶化。4、检测合格的退火板进入晶化窑，经60分钟升温至750℃,在750℃保温60分钟核化，在经70分钟升温至1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、原料选择选择如下重量百分比的原料：

【技术特征摘要】
1.一种利用铝灰为主要原料生产尖晶石微晶玻璃的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一、原料选择选择如下重量百分比的原料：原料名称氟硅酸钠纯碱轻烧镁铝灰石英砂重量比例(％)2.8～6.53.2～9.514～18.951～60.512～20步骤二、原料混合将上述原料按比例称量好后送至混料机中混合，并加入占混合物总重量3～5％的水，混合3～5分钟后，送至全电熔窑加料仓；步骤三、混合料的熔化(1)加料：采用自动加料机进行加料，通过红外线液面仪控制加料；(2)混合料的熔化采用全电熔窑进行全电熔窑分为主熔化池、流液洞、上升道和料道几部分，混合料的熔化、澄清和均化时间8小时左右，均在主熔化池进行，澄清、均化好的玻璃经流液洞、上升道进入料道，温度控制在1300℃～1350℃，经料道降温后，进入压延机进行压延成形，成形温度1050℃～1150℃；步骤四、压延成形每条生产线采用两台玻璃压延机压延成形，板材厚度、宽度可根据生产要求进行调节，成形的玻璃带经传送辊道进入退火窑退火；步骤五、退火玻璃带进入退火窑温度为600～750℃，在600～700℃保温10～20分钟后，按3℃/分～5℃/分的速度降温至520～600℃,再按7℃/分～12℃/分的速度降温...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦刚，秦小平，彭文钢，徐国梁，邓龚铃，姜小元，楼贤春，王刚琳，
申请(专利权)人：四川一名微晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51