[发明专利]一种利用赤泥制备金属铁及钙碱硅石微晶玻璃的方法

说明书

本发明公开了一种利用赤泥制备金属铁及钙碱硅石微晶玻璃的方法，包括如下步骤：1)将赤泥送入转底炉中还原，然后送入燃气熔分炉中进行熔分处理，获得热态金属铁和热态赤泥熔渣；2)将热态赤泥熔渣送入熔化池中，再往熔化池中加入调质剂，均化后获得熔融料；3)将熔融料送入澄清池中，降温30℃‑80℃后进行澄清，澄清时间为1‑3小时，获得澄清料；4)将澄清料送入模具中浇铸成型，再送入退火炉中进行阶梯式退火，冷却后获得基础玻璃；5)将基础玻璃送入热处理炉中进行热处理，再进行冷却，获得钙碱硅石微晶玻璃。本发明制得的钙碱硅石微晶玻璃的强度高、硬度高、气孔率低，是一种优质的建筑用装饰材料。

技术领域

本发明属于微晶玻璃制备领域，并且更具体地，涉及一种利用赤泥制备金属铁及钙碱硅石微晶玻璃的方法。

背景技术

赤泥是氧化铝生产工业中排放的废渣，其成分复杂，主要含有SiO₂、CaO、Al₂O₃、Na₂O与TiO₂等。赤泥颗粒较细，脱水十分困难，赤泥的堆积占用大量土地，赤泥的流失和渗透严重威胁人们的生命及财产安全，制约着氧化铝工业的发展，对赤泥进行无害化处理和资源化利用是我国环保工作面临的重要问题。

钙碱硅石微晶玻璃是一种具有机械强度高、硬度大、耐磨、耐化学腐蚀、耐热、稳定美观、无气孔、易清洁等特点的建筑装饰用微晶玻璃。其性能远优于常见陶瓷建筑装饰材料。工业上主要以有价矿物为原料，耗费大量能量将原料加热至高温熔融态，采取熔融原料水萃、烧结、晶化的烧结法或浇铸成型、热处理的熔融法制备钙碱硅石微晶玻璃，生产成本高、能量消耗大，不清洁环保。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用赤泥制备金属铁及钙碱硅石微晶玻璃的方法。先将赤泥采用“转底炉碳热还原-燃气熔分炉熔分”的方式处理赤泥，然后再将获得的热态赤泥熔渣作为原料制备钙碱硅石微晶玻璃，“变废为宝”。

本发明提供的利用赤泥制备金属铁及钙碱硅石微晶玻璃的方法，包括如下步骤：

1)将赤泥送入转底炉中还原，然后送入燃气熔分炉中进行熔分处理，获得热态金属铁和热态赤泥熔渣；所述赤泥熔渣含有8-20重量份的CaO、1-6重量份的MgO、20-50重量份的SiO₂、15-45重量份的Al₂O₃、2-8重量份的Na₂O、3-12重量份的TiO₂及1-6重量份的FeO；

2)将所述热态赤泥熔渣送入熔化池中，再往所述熔化池中加入调质剂，均化后获得熔融料；所述调质剂包括10-30重量份的CaO，29-50重量份的SiO₂，3-8重量份CaF₂，0.5-3重量份的澄清剂，2-6重量份的ZnO；所述澄清剂包括NaNO₃和K₂SO₄；

3)将所述熔融料送入澄清池中，降温30℃-80℃后进行澄清，澄清时间为1-3小时，获得澄清料；

4)将所述澄清料送入模具中浇铸成型，再送入退火炉中进行阶梯式退火，冷却后获得基础玻璃；

5)将所述基础玻璃送入热处理炉中进行热处理，再进行冷却，获得钙碱硅石微晶玻璃。

优选地，将所述热态金属铁和所述调质剂送入换热器中，用所述热态金属铁的热量预热所述调质剂，再将预热后的所述调质剂送入所述熔化池中。

优选地，所述调质剂的加入量为所述热态赤泥熔渣质量的20％-65％。