本发明专利技术涉及利用冶金渣协同处理市政污泥制备微晶玻璃的方法，属于资源利用和环境保护技术领域。其特征在于它由污泥焚烧灰渣、冶金渣两种固体废弃物为主要原料制成，不需要其他晶核剂和助熔剂等。各原料质量分数为污泥焚烧灰渣30~65%，冶金渣35~60%，其他成分调整剂0~25%。本发明专利技术专利以城市市政污泥和冶金渣为主要原料，充分利用污泥与冶金渣在组分和物化性质上互补的特点，将污泥和冶金渣中重金属元素转换为有益的晶核剂和助熔剂，不需要其他添加剂，显著降低微晶玻璃制作过程中的成本；此方法制备工艺简单，制造成本低廉，具有显著的经济和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及利用冶金渣协同处理市政污泥制备微晶玻璃的方法，属于资源利用和环境保护
技术介绍
微晶玻璃作为新一代的建筑装饰用材，具有质地坚硬，抗弯强度高，抗压强度大， 抗冲击性强，热稳定性优良，不吸水，耐酸耐碱等优点，比现在广泛应用的大理石、花岗石等建筑用材性能更好，成本更低，是未来新型建筑用材料的发展方向。最近科研对于微晶玻璃的研究发展迅速，为了解决微晶玻璃生产过程中原料成本高的问题，结合资源综合利用的发展要求，相继研发了多种利用工业固体废弃物(高炉渣、 钢渣、尾矿等)制备的微晶玻璃，性能优良，同时也充分利用了废弃资源，一举两得。本专利技术是在已有研究的基础上，利用市政污泥和冶金渣物化特性的互补制备新型微晶玻璃。城市市政污泥是城市生活污水处理场对回收的污水经过多重处理后排放的固体废弃物，大部分用于农业堆肥，但其中含有大量的有机物、重金属元素和病菌等，就此以往会带来很严重的环境、社会问题。然而污泥中又含有丰富的钙铝硅镁氧化物等无机成分，可以用来作为制备微晶玻璃的原料，其中所含有的重金属元素亦可以在微晶玻璃制备过程中起到粘结作用以及在晶化时起到晶核剂的作用，促进微晶玻璃的成核、析晶。CN200610018314. X、CN101759363. A 和 CN101759365. A 等专利报道了利用煅烧污泥制备微晶玻璃的方法，但是这些方法在污泥煅烧的基础上加入了大量的添加剂，如果能够不加添加剂，而利用另外的废弃物资源如冶金渣，它和污泥在物化性质上有互补的特点， 这样既发挥了各种固废的性能优势，又能节约大量的生产成本，为资源综合利用，环境保护开辟新的领域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用冶金渣协同处理市政污泥生产成本低廉的微晶玻璃的方法。—种利用冶金渣协同处理市政污泥制备微晶玻璃的方法，其特征在于它由污泥焚烧灰渣、冶金渣两种固体废弃物为主要原料制成，不需要其他晶核剂和助熔剂等。各原料质量分数为污泥焚烧灰渣30 65%，冶金渣35 60%，其他成分调整剂0 25%。其中所述的污泥焚烧灰渣是将污水处理厂排放的污泥煅烧除去其挥发分后的灰渣，也可以是污泥焚烧厂排出的灰渣；冶金渣包括高炉渣、钢渣、选铁尾渣或尾泥等，不需要特殊的加工；其他的成分调整剂为石英砂、长石粉、尾矿、尾砂、粉煤灰、冶金尘泥、煤矸石、煤泥、油页岩、粘土矿物、白云石、石灰石、生石灰、熟石灰、赤泥等的一种或几种。利用冶金渣协同处理市政污泥制备微晶玻璃的方法同常规微晶玻璃制备方法，具体如下1)污泥焚烧利用现有污泥焚烧炉(窑)产生的灰渣，或者直接将污泥煅烧、冷却并磨碎至粒度小于5mm ；2)配料将污泥焚烧灰渣和冶金渣按质量百分数，污泥焚烧灰渣30 65%，冶金高炉渣35 60%，其他成分调整剂0 25%所占比称取并且混合均勻，其中冶金渣、成分调整剂细磨至小于5mm ；3)玻璃熔炼将混合料送入高温熔融窑炉中加热，并在1300 1500°C下熔炼2 3小时制得玻璃液；4)热处理采用烧结法、压延法或者浇铸法进行热处理获得到微晶玻璃成品；此外，通过添加不同着色剂，还可以制得不同颜色的的微晶玻璃产品。制得的微晶玻璃所含的晶核剂和助熔剂均为污泥和冶金渣中的已有成分，包括 (wt% ), Fe2O3 :1 15 ；TiO2 0 1 ；P2O5 3 12 ；Au、Ag、Cu、Pt 和 Rh 重金属0 1 ；碱金属氧化物0 4 ；氟化物0 5 ；其他< 0. 5。本专利技术的优点本专利技术专利以城市市政污泥和冶金渣为主要原料，为多种废弃物协同利用提供了一条新的途径；充分利用污泥与冶金渣物化性质上互补的特点，同时将污泥中重金属元素转换为有益的晶核剂，不需要其他添加剂，从而进一步降低微晶玻璃制作过程中的成本；此方法制备工艺简单，制造成本低廉，具有显著的经济和社会效益。具体实施例方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1:将某污水处理厂排放的污泥置于加热炉中在700°C下煅烧2小时，污泥颜色由黑色变为淡黄色，冷却后取出磨碎至小于Imm ；进行化学成分分析后结果)如下原料CaO SiO2 Al2O3 MgO SO3 Fe2O3 TiO2 K2O Na2O P2O5污泥焚烧灰8. 32 41. 27 13.05 5. 72 1. 53 6.01 0.80 4. 19 0.97 17. 49将某钢铁厂高炉渣细磨至小于1mm，进行化学成分分析后结果(wt% )如下原料CaO SiO2 Al2O3 MgO SO3 Fe2O3 TiO2 K2O冶金高炉·42. 21 31.40 11.73 8. 70 2.61 1. 30 0.69 0.45将污泥焚烧灰渣和冶金高炉渣按质量百分数污泥焚烧灰渣43%，冶金高炉渣 57%所占比称取并且混合均勻，投入石墨坩埚中，在1400°C下熔炼2小时，取出熔化的混合玻璃液进行水淬处理得到基础玻璃颗粒料；将制得的基础玻璃颗粒料细磨至200目，压制成型，放入加热炉中进行核化、晶化处理，升温至850 860°C烧结1小时，然后升温至880 900°C晶化2小时，然后降至室温得黑色微晶玻璃板材；对板材进行打磨抛光处理后，制得污泥-高炉渣微晶玻璃成品。依照相关标准，经检测，其性能指标如下权利要求1.，其特征在于它由污泥焚烧灰渣、冶金渣为主要原料制成，不需要其他晶核剂和助熔剂，各原料质量百分数为污泥焚烧灰渣30 65%，冶金渣35 60%，其他成分调整剂0 25% ；具体制备步骤如下1)配料将污泥焚烧灰渣和冶金渣按质量百分数，污泥焚烧灰渣30飞5%，冶金高炉渣 35飞0%，其他成分调整剂(Γ25%所占比称取并且混合均勻，其中冶金渣、成分调整剂细磨至小于5mm ；2)玻璃熔炼将混合料送入高温熔融窑炉中加热，并在130(T150(TC下熔炼2 3小时制得玻璃液；3)热处理采用烧结法、压延法或浇铸法进行热处理获得到微晶玻璃成品。2.根据权利要求1所述的利用冶金渣协同处理市政污泥制备微晶玻璃的方法，其特征在于污泥焚烧灰渣是指现有污泥焚烧炉窑产生的灰渣，或者直接将污泥煅烧的灰渣；冶金渣包括各类高炉渣、钢渣、选铁尾渣或尾泥，不需要特殊的加工。3.根据权利要求1所述的利用冶金渣协同处理市政污泥制备微晶玻璃的方法，其特征在于制得的微晶玻璃所含的晶核剂和助熔剂均为污泥和冶金渣中的已有成分，包括 (wt%), Fe2O3 :Γ15 ；TiO2 :0 1 ；P2O5 :3 12 ；Au、Ag、Cu、Pt 和 Rh 重金属:0 1 ；碱金属氧化物 0 4;氟化物0 5;其他<0.5。4.根据权利要求1所述的利用冶金渣协同处理市政污泥制备微晶玻璃的方法，其特征在于其他的成分调整剂为石英砂、长石粉、尾矿、尾砂、粉煤灰、冶金尘泥、煤矸石、煤泥、油页岩、粘土矿物、白云石、石灰石、生石灰、熟石灰、赤泥中的一种或几种。全文摘要本专利技术涉及利用冶金渣协同处理市政污泥制备微晶玻璃的方法，属于资源利用和环境保护
其特征在于它由污泥焚烧灰渣、冶金渣两种固体废弃物为主要原料制成，不需要其他晶核剂和助熔剂等。各原料质量分数为污泥焚烧灰渣30~65%，冶金渣35~60%，其他成分调整剂0~25%。本专利技术专利本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李宇，樊涌，张玲玲，周贵友，苍大强，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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