一種利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法，屬于廢物資源化領(lǐng)域，以石英石、純堿、螢石作為輔助原料，添加到高溫磷渣液中，采用備料、預熱、配料、熔制、成型、退火，最后進行再加工得到飾面玻璃；本發(fā)明可有效利用磷電爐排出高溫磷渣的熱能，直接制成具有裝飾效果的飾面玻璃，使磷化工中產(chǎn)生的磷渣和熱能同時得到利用，極大減少了黃磷渣排放對環(huán)境造成的影響，并能產(chǎn)生更大的經(jīng)濟價值。
【專利說明】
一種利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法和工藝，屬于固廢資源化領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 黃磷爐渣是電爐法制備黃磷時，由磷灰石、石英、焦炭在電弧爐中以1600 °C左右高 溫熔煉，發(fā)生反應(yīng)后排出的廢渣。每生產(chǎn)1噸黃磷產(chǎn)生出爐渣8~10噸，目前我國黃磷爐渣年 排放量達到200多萬噸，常年排放未達到有效利用，作為工業(yè)廢渣堆積如山。其主要成分是 CaO和Si〇2,兩者總含量平均在90%以上，此外還含有少量的Ti〇2、Fe2〇3、P2〇5、MgO、F、K2(^ Na2O等，以非玻璃態(tài)為主。
[0003] 飾面玻璃性能優(yōu)良，與同等功能天然大理石等材質(zhì)相比，外觀、性能更好，裝飾效 果更佳，可用于建筑物內(nèi)外墻、地面、家具、廚房和衛(wèi)生間臺面等裝飾，是一種高檔、綠色環(huán) 保的現(xiàn)代裝飾材料。
[0004] 常規(guī)生產(chǎn)工藝中，電磷爐排放出的熔融態(tài)高溫爐渣在水淬冷卻過程中會浪費大量 熱能，使用時需再次加熱熔化，能耗高，存使得生產(chǎn)成本過高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)等，直接利 用高溫熔融態(tài)磷渣制備飾面玻璃可節(jié)省大量熱能，使作為廢物排放的磷渣得到充分利用， 從而大幅度減少土地占用，降低磷渣中的磷酸鹽、氟化物和重金屬等有害物質(zhì)對環(huán)境的污 染，生產(chǎn)出的飾面玻璃能直接產(chǎn)生較大的經(jīng)濟價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用熔融態(tài)高溫磷渣制備飾面玻璃的方法，具體包括 以下步驟： (1)以石英砂、純堿、螢石作為輔料，將輔料干燥并球磨，按照石英砂、純堿、螢石的質(zhì)量 比為25~31:3~5:1~2的比例，分別稱量輔料并混合均勻后，預熱至1300~1400°C，備用； (2 )按照磷渣液與輔料質(zhì)量比為62~71:29~38的比例，將輔料與電磷爐排出的高溫磷渣 液混合，1400~1500°C混熔240min~360min，得到玻璃液； (3) 采用常規(guī)方法將步驟(2)產(chǎn)生的玻璃液成型，得到飾面玻璃毛板； (4) 將步驟(3)得到的飾面玻璃毛板在550~650°C退火120min~240min，退火后冷卻至室 溫;經(jīng)打磨、切割、拋光，得到飾面玻璃。
[0006] 優(yōu)選的，步驟(1)采用熱風干燥輔料。
[0007] 優(yōu)選的，步驟(1)球磨后的輔料過40目篩篩分。
[0008] 優(yōu)選的，步驟(2)中升溫到混熔溫度的升溫速率為5°C/min~10°C/min。
[0009] 優(yōu)選的，步驟(4)退火后的降溫速率彡5°C/min。
[0010] 本發(fā)明與現(xiàn)在有技術(shù)相比有如下有益效果： (1)有效利用熔融態(tài)高溫磷渣液的熱能，電磷爐排出的磷渣溫度在1350Γ以上，是一種 高溫熔融態(tài)物質(zhì)，蘊含大量熱能，現(xiàn)役的磷渣資源化技術(shù)通常是講水淬冷卻后的磷渣作為 原料，本發(fā)明直接利用高溫磷渣液作為主要原料進行飾面玻璃的制備，可以有效回收利用 磷渣液熱能。
[0011] (2)降低了玻璃熔制過程能耗，現(xiàn)役玻璃熔制工藝需將配料加熱到1300~1600 °C左 右，在熔制溫度下需保溫較長時間，消耗大量熱能，本發(fā)明將輔助原料預熱直接與熔融態(tài)磷 渣液混合，節(jié)約了部分原料升溫的能耗。
[0012] (3)有效實現(xiàn)磷渣資源化，本發(fā)明將熔融態(tài)高溫磷渣液直接制成飾面玻璃，制成玻 璃后，磷渣全部資源化。
[0013] (4)環(huán)境效益。本發(fā)明直接以熔融態(tài)高溫磷渣液作為主要原料生產(chǎn)飾面玻璃，磷渣 添加量最多可達71%，可以大量消納磷渣，極大緩解堆積磷渣對土地資源的大量占用問題， 有效降低黃磷生產(chǎn)對周邊環(huán)境和居民人身健康造成的威脅。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
[0015] 具體實施方法 以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0016] 實施例1 本實施例所述利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法，具體包括以下步驟： (1) 以石英砂、純堿、螢石作為輔料，采用熱風將輔料進行干燥，干燥后球磨，輔料過40 目篩篩分，按照石英砂、純堿、螢石的質(zhì)量比為25:4:1的比例，稱量輔料并混合均勻后，投入 到窯爐中預熱至1350°C，備用； (2) 按照磷渣液與輔助原料質(zhì)量比62:29的比例，將電磷爐排出的高溫磷渣液通過流液 槽流入池窯，并將上述步驟（1)中的輔料同步投入池窯，按照10 °C /min的升溫速率，將磷渣 液與輔料在池窯中升溫到1420°C，混熔240min，得到玻璃液； (3) 將玻璃液從池窯出料口流出，壓延澆鑄成型，得到飾面玻璃毛板； (4) 將步驟(3)的飾面玻璃毛板按10°C/min速率冷卻至580°C，在580°C退火200min，退 火后以5°C/min的降溫速率，冷卻至室溫，然后再打磨、切害U、拋光后，得到飾面玻璃。
[0017] 實施例2 本實施例所述利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法，具體包括以下步驟： (1) 以石英砂、純堿、螢石作為輔料，采用熱風將輔料進行干燥，干燥后球磨，輔料過40 目篩篩分，按照石英砂、純堿、螢石的質(zhì)量比為31:3:1的比例，稱量輔料并混合均勻后，投入 窯爐中預熱至1400°C，備用； (2) 按照磷渣液與輔助原料質(zhì)量比62:38的比例，將電磷爐排出的高溫磷渣液通過流液 槽流入池窯，并將上述步驟（1)中的輔料同步投入池窯，按照10 °C /min的升溫速率，將磷渣 液與輔料在池窯中升溫到1500°C，混熔360min，得到玻璃液； (3) 將玻璃液從池窯出料口流出，伏法澆鑄成型，得到飾面玻璃毛板； (4) 將步驟(3)的飾面玻璃毛板按10°C/min速率冷卻至650°C，在650°C退火240min，退 火后以5°C/min的降溫速率，冷卻至室溫，然后再打磨、切害U、拋光后，得到飾面玻璃。
[0018] 實施例3 本實施例所述利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法，具體包括以下步驟： (1) 以石英砂、純堿、螢石作為輔料，采用熱風將輔料進行干燥，干燥后球磨，輔料過40 目篩篩分，按照石英砂、純堿、螢石的質(zhì)量比為28:5: 2的比例，稱量輔料并混合均勻后，投 入到窯爐中預熱至1400 °C，備用； (2) 按照磷渣液與輔助原料質(zhì)量比65:35的比例，將電磷爐排出的高溫磷渣液通過流液 槽流入池窯，并將上述步驟(1)中的輔料同步投入池窯，按照5°C/min的升溫速率，將磷渣液 與輔料在池窯中升溫到1450°C，混熔240min，得到玻璃液； (3) 將玻璃液從池窯出料口流出，伏法澆鑄成型，得到飾面玻璃毛板； (4) 將步驟(3)的飾面玻璃毛板按7°C/min速率冷卻至600°C，在600°C退火220min，退火 后以4°C/min的降溫速率，冷卻至室溫，然后再打磨、切割、拋光后，得到飾面玻璃。
[0019] 實施例4 本實施例所述利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法，具體包括以下步驟： (1) 以石英砂、純堿、螢石作為輔料，采用熱風將輔料進行干燥，干燥后球磨，輔料過40 目篩篩分，按照石英砂、純堿、螢石的質(zhì)量比為25:4: 1的比例，稱量輔料并混合均勻后，投 入到窯爐中預熱至1380 °C，備用； (2) 按照磷渣液與輔助原料質(zhì)量比71:29的比例，將電磷爐排出的高溫磷渣液通過流液 槽流入池窯，并將上述步驟(1)中的輔料同步投入池窯，按照8°C/min的升溫速率，將磷渣液 與輔料在池窯中升溫到1400°C，混熔280min，得到玻璃液； (3) 將玻璃液從池窯出料口流出，壓延澆鑄成型，得到飾面玻璃毛板； (4) 將步驟(3)的飾面玻璃毛板按5°C/min速率冷卻至550°C，在550°C退火120min，退火 后以3°C/min的降溫速率，冷卻至室溫，然后再打磨、切割、拋光后，得到飾面玻璃。
[0020] 實施例5 本實施例所述利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法，具體包括以下步驟： (1) 以石英砂、純堿、螢石作為輔料，采用熱風將輔料進行干燥，干燥后球磨，輔料過40 目篩篩分，按照石英砂、純堿、螢石的質(zhì)量比為30:4:1.5的比例，稱量輔料并混合均勻后，投 入到窯爐中預熱至1300 °C，備用； (2) 按照磷渣液與輔助原料質(zhì)量比71:38的比例，將電磷爐排出的高溫磷渣液通過流液 槽流入池窯，并將上述步驟(1)中的輔料同步投入池窯，按照5°C/min的升溫速率，將磷渣液 與輔料在池窯中升溫到1480°C，混熔300min，得到玻璃液； (3) 將玻璃液從池窯出料口流出，壓延澆鑄成型，得到飾面玻璃毛板； (4) 將步驟(3)的飾面玻璃毛板按5°C/min速率冷卻至590°C，在590°C退火180min，退火 后以2°C/min的降溫速率，冷卻至室溫，然后再打磨、切割、拋光后，得到飾面玻璃。
[0021] 將實施例1~5制備的飾面玻璃進行性能檢測，所得具體檢測數(shù)據(jù)見下表1。
[0022] 表 1
【主權(quán)項】
1. 一種利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法，其特征在于，具體方法包括以下 步驟： (1) 以石英砂、純堿、螢石作為輔料，將輔料干燥并球磨，按照石英砂、純堿、螢石的質(zhì)量 比為25~31:3~5:1~2的比例，分別稱量輔料并混合均勻后，預熱至1300~1400°C，備用； (2) 按照磷渣液與輔料質(zhì)量比為62~71: 29~38的比例，將輔料與高溫磷渣液混合，1400~ 1500°C混熔240min~360min，得到玻璃液； (3) 采用常規(guī)方法將步驟(2)產(chǎn)生的玻璃液成型，得到飾面玻璃毛板； (4) 將步驟(3)得到的飾面玻璃毛板在550~650°C退火120min~240min，退火后冷卻至室 溫，經(jīng)打磨、切割、拋光，得到飾面玻璃。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法，其特征在于，采用 熱風干燥輔料。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法，其特征在于，步驟 (1) 球磨后的輔料過40目篩篩分。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法，其特征在于，步驟 (2) 中升溫到混熔溫度的升溫速率為5°C/min~10°C/min。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用熔融態(tài)高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法，其特征在于，步驟 (4)退火后的降溫速率彡5°C/min。
【文檔編號】C03B25/00GK106007376SQ201610478470
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】寧平, 何力為, 李彬, 張寶華
【申請人】昆明理工大學