一种铬铁渣微晶玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铬铁渣微晶玻璃，按质量百分比计，该玻璃原料组成为：铬铁渣88‑92wt%、助熔剂5‑7wt%、澄清剂2.2‑4.4wt%、KOH 0.5‑1.5wt%。本发明专利技术还提供了上述铬铁渣微晶玻璃的制备方法，该方法通过混料、加热熔融、浇注成型、退火、晶化处理等步骤制备而成。本发明专利技术制得的微晶玻璃具有较好的耐磨性、耐腐蚀性能及抗冲击性能，并且解决了现有铬铁尾矿的环境污染、安全等问题。

Chromium iron slag glass ceramics and preparation method thereof

The present invention discloses a kind of ferrochrome slag glass-ceramics, which is made up of 88.92wt% ferrochrome slag, 5.7wt% flux, 2.2_4.4wt% clarifier and 0.5_1.5wt% KOH. The invention also provides a preparation method of the above-mentioned ferrochrome slag glass-ceramics, which is prepared by mixing, heating and melting, casting, annealing, crystallization and other steps. The glass-ceramics prepared by the invention have good wear resistance, corrosion resistance and impact resistance, and solve the environmental pollution and safety problems of existing ferrochrome tailings.

【技术实现步骤摘要】
一种铬铁渣微晶玻璃及其制备方法
本专利技术涉及微晶玻璃材料
，具体涉及一种铬铁渣微晶玻璃及其制备方法。
技术介绍
微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃，是综合玻璃，是一种外国刚刚开发的新型的建筑材料，它的学名叫做玻璃水晶。微晶玻璃和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一，而微晶玻璃像陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强，其组成包括硅酸盐。尾矿是选矿中分选作业的产品之一，在此作业的产品中，其有用成分的含量最低，是在当前的技术经济条件下不宜再进一步分选的矿。一般的尾矿中大部分的成份是硅酸盐，与铸石及微晶玻璃所需要的成分很相似，因而有可能采用尾矿作为原料，添加部分化工原料而制备高耐磨、耐酸碱侵蚀、耐冲击的微晶玻璃代替铸石。国内现已经有采用稀土尾矿、粉煤灰、铁尾矿等来制备微晶玻璃的报道。如CN101024554A公开了一种富稀土、铌、萤石稀选尾矿微晶玻璃及制造方法，属于工业废弃物的综合利用。特点是：该微晶玻璃的制备原料为稀选尾矿、石英砂，其化学组成按重量百分比为：SiO230-70%，CaO5-20%，Al2O35-15%，CaF23-15%，ReO3-15%，Nb2O50-5%，TiO20-10%。而在CN102167516A公开了一种脱硫粉煤灰微晶玻璃及其制备方法，是用脱硫粉煤灰(30-65wt％)，经配料、混合、熔制、成型、退火、核化晶化、冷加工而成。产品主要成分为：SiO2(50-60％)，Fe2O3(1-2.5％)，Al2O3(3-10％)，CaO(20-30％)，MgO(1-9％)，Na2O(5-10％)。而采用含铬铁渣尾矿制备微晶玻璃还没有报道。并且铬铁渣属于重毒性废弃物，不仅占用大量土地，而且造成严重污染。因此通过利用铬铁渣制备微晶玻璃具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种铬铁渣微晶玻璃及其制备方法，制得的微晶玻璃具有较好的耐磨性、耐腐蚀性能及抗冲击性能，并且解决了现有铬铁尾矿的环境污染、安全等问题。为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：一种铬铁渣微晶玻璃，按质量百分比计，该玻璃原料组成为：铬铁渣88-92wt%、助熔剂5-7wt%、澄清剂2.2-4.4wt%、KOH0.5-1.5wt%。其中，所述助熔剂可体系的熔化温度降低，同时可有效提高微晶玻璃的晶化率及主晶相所占百分比；而澄清剂的加入可消除玻璃液中的气泡，提高微晶玻璃质量；而KOH可作为铬铁渣微晶玻璃的氧化剂和活化剂，不仅可在高温下氧化成K2O，具有助熔的作用，同时，高温下KOH活性变强，可吸附铬铁渣中的Cr，从而将Cr固定在微晶玻璃中，防止其溶出污染环境。所述铬铁渣的主要化学成分组成为：SiO2：37.5-46.7%、MgO：13.0-19.5%、CaO：12.1-13.5%、Al2O3:7.3-11.5%、Fe2O3：4.8-5.9%、Cr2O3：2.2-4.8%、Na2O：1.2-3.5%、TiO2:0.3-0.7%、NiO：0.2-0.6%、MoO3：0.1-0.5%。上述铬铁渣化学成分可构成SiO2-MgO-CaO-Al2O3基础玻璃体系，并且该铬铁渣的微量成分Cr2O3、TiO2、NiO、MoO3等能调控微晶玻璃组织结构，使晶体发育的更加细小，晶体析出率高，从而使得制得的微晶玻璃耐磨性高、耐酸碱腐蚀剂抗冲击性能优异。作为优选方案，按质量百分比计，该玻璃原料组成为：铬铁渣89-91wt%、助熔剂5.5-6.5wt%、澄清剂2.8-3.8wt%、KOH0.8-1.2wt%。作为优选方案，按质量百分比计，该玻璃原料组成为：铬铁渣90wt%、助熔剂6wt%、澄清剂3wt%、KOH1wt%。作为优选方案，所述助溶剂为萤石、氧化硼、白云石和重晶石，且它们之间的重量比是15:8:3:1。作为优选方案，所述澄清剂为硝酸钠、碳酸钠或氧化锑。本专利技术还提供了上述铬铁渣微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：（1）将所需量的铬铁渣、助熔剂和澄清剂粉碎，并将过筛后铬铁渣、助熔剂和澄清剂投入混料机充分混合，得到微晶玻璃基础配合料；（2）将混合后的微晶玻璃基础配合料在650℃下预热30-40min，加入到高温炉内进行熔化，熔化温度为1300-1400℃，保温40-60min，然后加入KOH，先以5℃/min的速度升温至1500℃，保温30-50min，然后再以8℃/min的速度降温至1350℃，保温20-30min，待熔体均匀、澄清后形成合格的玻璃液；（3）将均匀、澄清的玻璃液浇入预热好的模具内，待玻璃液成型后后送入马弗炉中退火处理，得到基础玻璃板；（4）将成型基础玻璃板送入电阻炉内进行晶化，晶化的工艺过程如下：在520-650℃炉内保温1-2h；然后以≤5℃/min升温至740-780℃，保温2-4h；然后以≤5℃/min升温至820-850℃，保温1-2h；然后以10-14℃/min升温至930-950℃，保温0.5-1h；然后以15-20℃/min降温至520-650℃，保温1-2h；然后以10-14℃/min冷却至100℃以下出炉，制得微晶玻璃毛坯板；（5）对制备的铬铁渣微晶玻璃毛坯板定厚、粗磨、细抛、切割、倒棱，得到铬铁渣微晶玻璃。作为优选方案，所述步骤（1）还包括将粉碎的铬铁渣、助熔剂及澄清剂过50目筛。作为优选方案，所述步骤（3）中，模具预热的温度为800℃。作为优选方案，所述步骤（3）中退火处理条件：于650℃的马弗炉中退火处理80-100min。作为优选方案，所述步骤（4）中，晶化的工艺过程如下：在540℃炉内保温1.5h；然后以≤5℃/min升温至760℃，保温3h；然后以≤5℃/min升温至835℃，保温1.5h；然后以12℃/min升温至940℃，保温0.8h；然后以18℃/min降温至535℃，保温1.5h；然后以12℃/min冷却至100℃以下出炉，制得微晶玻璃毛坯板。本专利技术与现有技术相比，其具有以下有益效果：（1）本专利技术采用铬铁渣，并通过添加助熔剂、澄清剂、KOH，制备出具有较好耐磨性能、耐腐蚀性能及耐冲击的微晶玻璃，同时也解决了铬铁尾矿的环境污染、安全等问题。（2）本专利技术的铬铁渣中不仅含有制备微晶玻璃所需的主要化学成分，同时含有调控微晶玻璃组织结构的Cr2O3、TiO2、NiO、MoO3等微量成分，从而使晶体发育的更加细小，晶体析出率高，进而提高微晶玻璃的耐磨性、耐酸碱腐蚀及抗冲击性能优异。（3）专利技术添加的助熔剂可体系的熔化温度降低，同时可有效提高微晶玻璃的晶化率及主晶相所占百分比；而澄清剂的加入可消除玻璃液中的气泡，提高微晶玻璃质量；而KOH可作为铬铁渣微晶玻璃的氧化剂和活化剂，不仅可在高温下氧化成K2O，具有助熔的作用，同时，高温下KOH活性变强，可吸附铬铁渣中的Cr，从而将Cr固定在微晶玻璃中，防止其溶出污染环境。（4）本专利技术通过不断调控熔化、成型及晶化工艺参数，可以获得为透辉石为主晶相的微晶玻璃且晶相含量可到70-76%，而以透辉石为主晶相的微晶玻璃具有优良的力学性能、耐磨性及耐腐蚀性，从而使制得的微晶玻璃具有较好的耐磨性、耐腐蚀性能及抗冲击性能。具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铬铁渣微晶玻璃，其特征在于，按质量百分比计，该玻璃原料组成为：铬铁渣88‑92wt%、助熔剂5‑7wt%、澄清剂2.2‑4.4wt%、KOH 0.5‑1.5wt%；所述铬铁渣的主要化学成分组成为：SiO2：37.5‑46.7%、MgO：13.0‑19.5%、CaO：12.1‑13.5%、Al2O3:7.3‑11.5%、Fe2O3：4.8‑5.9%、Cr2O3：2.2‑4.8%、Na2O：1.2‑3.5%、TiO2:0.3‑0.7%、NiO：0.2‑0.6%、MoO3：0.1‑0.5%。

【技术特征摘要】
1.一种铬铁渣微晶玻璃，其特征在于，按质量百分比计，该玻璃原料组成为：铬铁渣88-92wt%、助熔剂5-7wt%、澄清剂2.2-4.4wt%、KOH0.5-1.5wt%；所述铬铁渣的主要化学成分组成为：SiO2：37.5-46.7%、MgO：13.0-19.5%、CaO：12.1-13.5%、Al2O3:7.3-11.5%、Fe2O3：4.8-5.9%、Cr2O3：2.2-4.8%、Na2O：1.2-3.5%、TiO2:0.3-0.7%、NiO：0.2-0.6%、MoO3：0.1-0.5%。2.根据权利要求1所述的铬铁渣微晶玻璃，其特征在于，按质量百分比计，该玻璃原料组成为：铬铁渣89-91wt%、助熔剂5.5-6.5wt%、澄清剂2.8-3.8wt%、KOH0.8-1.2wt%。3.根据权利要求1所述的铬铁渣微晶玻璃，其特征在于，按质量百分比计，该玻璃原料组成为：铬铁渣90wt%、助熔剂6wt%、澄清剂3wt%、KOH1wt%。4.根据权利要求1所述的铬铁渣微晶玻璃，其特征在于，所述助溶剂为萤石、氧化硼、白云石和重晶石，且它们之间的重量比是15:8:3:1。5.根据权利要求1所述的铬铁渣微晶玻璃，其特征在于，所述澄清剂为硝酸钠、碳酸钠或氧化锑。6.根据权利要求1-5任一项所述的铬铁渣微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将所需量的铬铁渣、助熔剂和澄清剂粉碎，并将过筛后铬铁渣、助熔剂和澄清剂投入混料机充分混合，得到微晶玻璃基础配合料；（2）将混合后的微晶玻璃基础配合料在650℃下预热30-40min，加入到高温炉内进行熔化，熔化温度为1300-1400℃，保温40-60min，然后加入KOH，先以5℃/min的速度升温至1500℃，保温30...

【专利技术属性】
技术研发人员：武娟，
申请(专利权)人：合肥利裕泰玻璃制品有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34