一種利用熔融態高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法
【專利摘要】本發明公開一種利用熔融態高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法，屬于廢物資源化領域，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境造成的影響，并能產生更大的經濟價值。
【專利說明】
一種利用熔融態高溫磷渣液制備飾面玻璃的方法
技術領域
[0001] 本發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 域。
【背景技術】
[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，發生反應后排出的廢渣。每生產1噸黃磷產生出爐渣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，以非玻璃態為主。
[0003] 飾面玻璃性能優良，與同等功能天然大理石等材質相比，外觀、性能更好，裝飾效 果更佳，可用于建筑物內外墻、地面、家具、廚房和衛生間臺面等裝飾，是一種高檔、綠色環 保的現代裝飾材料。
[0004] 常規生產工藝中，電磷爐排放出的熔融態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，存使得生產成本過高，不適合大規模生產等，直接利 用高溫熔融態磷渣制備飾面玻璃可節省大量熱能，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對環境的污 染，生產出的飾面玻璃能直接產生較大的經濟價值。

【發明內容】

[0005] 本發明的目的在于提供一種利用熔融態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) 采用常規方法將步驟(2)產生的玻璃液成型，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;經打磨、切割、拋光，得到飾面玻璃。
[0006] 優選的，步驟(1)采用熱風干燥輔料。
[0007] 優選的，步驟(1)球磨后的輔料過40目篩篩分。
[0008] 優選的，步驟(2)中升溫到混熔溫度的升溫速率為5°C/min~10°C/min。
[0009] 優選的，步驟(4)退火后的降溫速率彡5°C/min。
[0010] 本發明與現在有技術相比有如下有益效果： (1)有效利用熔融態高溫磷渣液的熱能，電磷爐排出的磷渣溫度在1350Γ以上，是一種 高溫熔融態物質，蘊含大量熱能，現役的磷渣資源化技術通常是講水淬冷卻后的磷渣作為 原料，本發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，本發明將輔助原料預熱直接與熔融態磷 渣液混合，節約了部分原料升溫的能耗。
[0012] (3)有效實現磷渣資源化，本發明將熔融態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)環境效益。本發明直接以熔融態高溫磷渣液作為主要原料生產飾面玻璃，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， 有效降低黃磷生產對周邊環境和居民人身健康造成的威脅。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明的工藝流程圖。
[0015] 具體實施方法 以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0016] 實施例1 本實施例所述利用熔融態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，所得具體檢測數據見下表1。
[0022] 表 1
【主權項】
1. 一種利用熔融態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) 采用常規方法將步驟(2)產生的玻璃液成型，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，經打磨、切割、拋光，得到飾面玻璃。2. 根據權利要求1所述利用熔融態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. 根據權利要求1所述利用熔融態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. 根據權利要求1所述利用熔融態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. 根據權利要求1所述利用熔融態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
【發明人】寧平, 何力為, 李彬, 張寶華
【申請人】昆明理工大學