申请日2011.11.21
公开(公告)日2012.06.13
IPC分类号C03C10/00
摘要
本发明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。
权利要求书
1.一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30~65%，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匀，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1300~1500℃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%)，Fe2O3：1~15;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。
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。
说明书
一种利用冶金渣协同处理市政污泥制备微晶玻璃的方法
技术领域
本发明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。
背景技术
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。本发明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。
发明内容
本发明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。
一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匀，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℃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。
本发明的优点：本发明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。
