[发明专利]一种用含钛高炉渣制备泡沫玻璃的方法

说明书

技术领域：

本发明属于冶金资源综合利用与材料制备领域，具体涉及一种利用含钛高炉渣制备泡沫玻璃的方法。

背景技术：

自1935年泡沫玻璃问世以来，在全世界范围内蓬勃兴起，我国的科研工作者也在20世纪50年代初期开始致力于泡沫玻璃生产工艺的研究，并取得了积极的进展。近年来，国内科研工作者本着发展循环经济，提高资源综合有效利用率的宗旨，不断寻求利用工业固体废物制备泡沫玻璃的方法。

而随着钢铁企业的飞速发展，所产生的大量含TiO₂的高炉废渣堆积如山，一直以来，还没有找到较好的途径来处理。其直接堆放在露天中，占据了大量的土地，并造成严重的污染，如何综合治理含钛高炉渣一直是环境和材料工作者关心的问题。

对于利用固体废弃物生产泡沫玻璃国内有过相关研究，但多数研究都是采用废玻璃和固体废弃物的混料作为玻璃态原料，再发泡制得泡沫玻璃，对固体废弃物的利用量不大，作用不明显，而能否充分的利用废弃的含钛高炉渣，使其变废为宝还是一个有待解决的问题。

发明内容：

发明目的：本发明的目的在于解决了以往含钛高炉渣较难利用、处理的问题和材料制备领域含钛高炉渣利用率偏低的问题。

技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种用含钛高炉渣制备泡沫玻璃的方法，其特征在于：该方法主要利用废弃的含钛高炉渣制备泡沫玻璃，其步骤如下：

a、玻璃态原料的制备：将含TiO₂14％～29％的高炉渣、硅质原料和碳酸钠按照质量比为20～30∶70～80∶20～30的比例混合配料，混配后放入60℃的烘箱中烘干，烘干后磨细至160～200目；

b、玻璃态的烧成：将a步骤中制得的混合原料装入坩埚，按10～15℃/分钟的升温速度升温至1350℃～1400℃，烧成后保温90～180分钟，水淬处理；

c、泡沫玻璃原料的制备：按玻璃态原料总质量为标准，将按质量份的碳酸钙0.5％～2％、硼砂2％～8％和磷酸钠2％～8％分别进行烘干磨细至180～200目；然后将b步骤中水淬后的玻璃烘干磨细至160～180目，再同磨细后的碳酸钙、硼砂和磷酸钠共同粉磨3min，达到均匀混合，形成泡沫玻璃原料待用；

d、泡沫玻璃的烧成：将c步骤中混合好的泡沫玻璃原料装模后，按6～10℃/min的升温速度升温至400～420℃，保温1h，再以15～20℃/min的升温速度升温至880～930℃，保温20～30min；

e、退火步骤：退火时以15～20℃/min的降温速度快速降温至600～650℃，保温50～100min，再随炉自然降温至室温，即得该泡沫玻璃成品。

a步骤中的硅质原料可采用石英岩、石英砂岩、石英砂或脉石英。

优点效果：

本发明完全采用工业固体废弃物的含钛高炉渣作为基础原料制得玻璃态物质，能够大量利用固体废弃物，其解决了以往的含TiO₂的高炉废渣堆积如山、没有较好的途径来处理的问题，以及其直接堆放在露天中，占据了大量的土地，并造成严重的污染的问题；该方案中以含TiO₂14％～29％的高炉渣为基础原料，适量引入硅质原料生成玻璃态物质，再添加发泡剂、稳泡剂、助熔剂，并以特定热处理制度制备泡沫玻璃；其将含TiO₂的高炉废渣充分应用在制备泡沫玻璃领域，更有效的变废为宝，解决了较难利用含钛高炉渣的问题，并且为泡沫玻璃的生产找到了十分廉价的原料，其生产成本低、产品质量好、生产操作简单、无二次污染，其应用前景十分广泛。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明做进一步说明：

实施例一：

a、玻璃态原料的制备：将含TiO₂14％的高炉渣原料放入60℃的烘箱中烘干8h，再磨细，过200目筛。再按照含钛高炉渣∶微硅粉∶碳酸钠＝20∶80∶25的质量比例混匀，其中氧化硅含量为72.843％，氧化钠含量为13.350％，氧化钙含量为5.997％；

b、玻璃态的烧成：将a步骤中的混合料装入刚玉坩埚，按10℃/min的升温速度升温至1350℃温度制度烧成后，保温90min，水淬处理；