專利名稱：一種利用液態(tài)排渣爐熔渣直接生產(chǎn)泡沫玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用液態(tài)排渣爐排出的液態(tài)熔渣直接生產(chǎn)粉煤灰泡沫玻 璃的方法，屬于固體廢棄物利用和無機非金屬材料制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
泡沫玻璃是一種多孔玻璃材料，它由大量的直徑在0.1 3mm的均勻氣泡 結(jié)構(gòu)組成，氣泡占總體積的80%~90%，表觀密度為120~500kg/m3。由于其優(yōu) 越的隔熱、吸聲、防火、防潮等性能，使得它在建筑、石油化工等行業(yè)有著 廣泛的應(yīng)用。
目前，我國泡沫玻璃生產(chǎn)原料全部為利廢原料，如廢玻璃、尾礦、粉煤 灰、火山熔巖、浮石、珍珠巖等。利用粉煤灰生產(chǎn)泡沫玻璃已經(jīng)有了成熟的 方法。國內(nèi)普遍采用的是"二步法"。即第一步先將石英磨成細粉，與粉 煤灰，添加劑一起經(jīng)干燥脫水一次燒成2小時，產(chǎn)生固相反應(yīng)，形成硅酸鹽， 直到熔融，經(jīng)冷卻產(chǎn)生大量玻璃體；第二步將玻璃體粉碎后與發(fā)泡劑一起 再次燒成6小時，冷卻，退火得到成品泡末玻璃。該方法主要問題是產(chǎn)品成 本高，能耗高。產(chǎn)品成本高的原因主要是石英存在收購、運輸、清洗等工序， 且石英硬度大，球磨能耗高。如果將石英重新熔化水淬后球磨，雖然球磨能 耗下降了，但是又增加了熔化成本，并且上述工藝中經(jīng)兩次燒成，冷卻，導(dǎo) 致能耗進一步升高。
曾經(jīng)出現(xiàn)過利用電廠粉煤灰制備微晶玻璃和巖棉等硅酸鹽產(chǎn)品的專利， 對粉煤灰的利用進行了有益的嘗試，但這些專利都是屬于對粉煤灰的"爐外"利用范疇，存在能耗高，成本大的問題；
專利CN87105254A提出了用粉煤灰、生石灰粉和磷渣按照最佳配方制成 粉煤灰料±央和焦炭一起加入沖天爐內(nèi)鼓風熔化，用高速離心辦法甩成巖棉， 對粉煤灰的利用進行了有效的嘗試；
專利CN1087067A提出了用粉煤灰、鈣質(zhì)材料、助融劑、澄清劑和成核 劑在沖天爐內(nèi)快速熔化，在池窯內(nèi)保溫，澄清均化制備建筑用微晶玻璃；
專利CN1460653A提出了用粉煤灰、氧化鋁粉末或鋁礬土和碳酸鎂或菱 鎂礦或水鎂石或氧化鋁粉末和甲基纖維素粘結(jié)劑和水制備微晶玻璃；
專利CN1314319A提出了一種由液態(tài)S隨爐灰渣直接轉(zhuǎn)換巖棉的方法， 雖然該方法也對粉煤灰進行了 "爐內(nèi)"利用，但該方法是用于制備巖棉。
而火電廠液態(tài)排渣爐排出的硅酸鹽熔體非常接近實用玻璃成分，大部分 電廠將粉煤灰渣熔體經(jīng)過水冷后作為廢棄物處理掉了 。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種直接對粉煤灰"爐內(nèi)"進行利用，能耗低， 成本小，而且能夠直接替代"二步法"中的第一步，以實現(xiàn)火電廠的廢物利 用和制備泡沬玻璃節(jié)能降耗的目的利用液態(tài)排渣爐熔渣直接生產(chǎn)泡沫玻璃的 方法。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是針對不同煤質(zhì)，在液態(tài)排 渣爐中添加碎玻璃或氧化銬粉體，控制熔渣的質(zhì)量百分比為Si02: 45-65%、 A1203: 5-30%、 Fe203: 0-15%、 CaCHMgO: 10-30%、 Na2OK20: 0-14%,
然后將排出的熔渣直接通過液態(tài)排渣爐祠隨口下方的水淬池進行水淬，得到 制備泡沫玻璃的玻璃體原料，再將所得到的玻璃體原料和發(fā)泡劑混合磨細、 成型、發(fā)泡、冷卻、退火工序最終制得泡沫玻璃。本發(fā)明中泡沫玻璃的熔制是直接在液態(tài)排渣爐中進行；添加的碎玻璃的 粒度小于50mm，氧化鈣粉體的粒度小于100目；水淬后的玻璃體原料的粒 徑小于20mm;液態(tài)排渣爐內(nèi)熔渣的溫度為1350-1650°C，每次熔化時間大于 20分鐘，所說的"水淬"是將熔體直接通過液態(tài)祠隨爐排渣口下方的水淬池 完成。
本發(fā)明充分了利用液態(tài)排渣爐排出硅酸鹽熔體的物理顯熱和有效的化學 組成，并且針對上述高能耗的問題，針對不同煤種灰分的化學組成特點和燃 燒特點，在位于鍋爐下部排渣口的爐壁上，設(shè)置碎玻璃和氧化鈣質(zhì)原料的加 料口，在煤粉燃燒過程中，根據(jù)需要從加料口加入所需的碎玻璃或氧化鈣質(zhì) 原料從而控制熔渣的有效成分生產(chǎn)泡沫玻璃，不僅增加鍋爐排渣熔體的流動 性，而且直接通過液態(tài)排渣爐排渣口下方的水淬池水淬獲得符合制備泡沫玻 璃要求的玻璃體原料，在降低泡沫玻璃制造成本的同時，粉煤灰熔渣也得到 了有效的利用。
本發(fā)明的顯著優(yōu)點
1) 本發(fā)明能替代傳統(tǒng)采用"二步法"工藝生產(chǎn)泡沫玻璃中的"第一步"， 大大降低生產(chǎn)泡沬玻璃的能耗和成本；
2) 本發(fā)明倉銪效利用粉煤灰熔渣，減少"三廢"污染；
3) 本發(fā)明充分發(fā)揮了液態(tài)祠隨爐排出的液態(tài)熔渣的"優(yōu)勢"，實現(xiàn)了發(fā) 電與泡沫玻璃的"聯(lián)產(chǎn)"；
具體實施例方式
實施例1:針對不同煤質(zhì)，通過加料設(shè)備從鍋爐下部的加料口向液態(tài)排 渣爐中添加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化鈣粉體，控制 熔渣的質(zhì)量百分比為Si02: 45%、 A1203: 30%、 Fe203: 15%、 CaQfMgO:10%,經(jīng)過控制鍋爐內(nèi)的溫度和熔化時間，確保所加材料完全熔化，鍋爐下 部熔渣池的空間溫度控制在1350°C，添加物加入后，在此溫度下熔制20分 鐘以上，然后將排出的熔渣直接通過液態(tài)排渣爐排渣口下方的水淬池進行水 萍，得到粒度小于20mm的制備泡沫玻璃的玻璃體原料，再將所得到的玻璃 體原料經(jīng)過磨細、成型、發(fā)泡、冷卻、退火工序最終制得泡沫玻璃。各項性 能指標全部符合國家行業(yè)標準《泡沫玻璃絕熱制品》(JC/T647-2005)。
實施例2:針對不同煤質(zhì)，通過加料設(shè)備從鍋爐下部的加料口向液態(tài)排 渣爐中添加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化藥粉體，控制 熔渣的質(zhì)量百分比為Si02: 65°/。、 A1203: 10.15%、 Fe203: 4.85%、 CaO+MgO: 12.34%、 Na2OfK20: 7.66%，經(jīng)過控制鍋爐內(nèi)的溫度和熔化時間，確保所加 材料完全熔化，鍋爐下部熔渣池的空間溫度控制在1400°C，添加物加入后， 在此溫度下熔制20分鐘以上，然后將排出的熔渣直接通過液態(tài)排渣爐S隨口 下方的水淬池進行水淬，得到粒度小于20mm的制備泡沫玻璃的玻璃體原料, 再將所得到的玻璃體原料經(jīng)過磨細、成型、發(fā)泡、冷卻、退火工序最終制得 泡沬玻璃。各項性能指標全部符合國家行業(yè)標準《泡沫玻璃絕熱制品》 (JC/T647-2005)。
實施例3:針對不同煤質(zhì)，通過加料設(shè)備從鍋爐下部的加料口向液態(tài)排
渣爐中添加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化銬粉體，控制 熔渣的質(zhì)量百分比為Si02: 48.27%、 A1203: 5%、 Fe203: 10.22%、 CaOMgO: 22.51%、 Na20+K20: 14%，經(jīng)過控制鍋爐內(nèi)的溫度和熔化時間，確保所加材 料完全熔化，鍋爐下部熔渣池的空間溫度控制在1450°C，添加物加入后，在 此溫度下熔制20分鐘以上，然后將排出的熔渣直接通過液態(tài)排渣爐排渣口下 方的水淬池進行水淬，得到粒度小于20mm的制備泡沫玻璃的玻璃體原料，再將所得到的玻璃體原料經(jīng)過磨細、成型、發(fā)泡、冷卻、退火工序最終制得 泡沫玻璃。各項性能指標全部符合國家行業(yè)標準《泡沫玻璃絕熱制品》
(JC/T647-2005)。
實施例4:針對不同煤質(zhì)，通過加料設(shè)備從鍋爐下部的加料口向液態(tài)排
渣爐中添加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化鈣粉體，控制 熔渣的質(zhì)量百分比為Si02: 47.66%、 A1203: 6.38°/0、Fe2O3: 7.25%、 CaO+MgO: 30%、 Na20+K20: 8.71%，經(jīng)過控制鍋爐內(nèi)的溫度和熔化時間，確保所加材 料完全熔化，鍋爐下部熔渣池的空間溫度控制在1500°C，添加物加入后，在 此溫度下熔制20分鐘以上，然后將排出的熔渣直接通過液態(tài)排渣爐排渣口下 方的水淬池進行水淬，得到粒度小于20mm的制備泡沫玻璃的玻璃體原料， 再將所得到的玻璃體原料經(jīng)過磨細、成型、發(fā)泡、冷卻、退火工序最終制得 泡沫玻璃。各項性能指標全部符合國家行業(yè)標準《泡沫玻璃絕熱制品》 (JC/T647-2005)。
實施例5:針對不同煤質(zhì)，通過加料設(shè)備從鍋爐下部的加料口向液態(tài)排
渣爐中添加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化轉(zhuǎn)粉體，控制 熔渣的質(zhì)量百分比為Si02 : 50.79%、 A1203: 14.41%、 Fe203: 12.63%、 CaOMgO: 18.54。/。、 Na20+K20: 3.63%，經(jīng)過控制鍋爐內(nèi)的溫度和熔化時 間，確保所加材料完全熔化，鍋爐下部熔渣池的空間溫度控制在1550°C,添 加物加入后，在此溫度下熔制20分鐘以上，然后將排出的熔渣直接通過液態(tài) 排渣爐排渣口下方的水淬池進行水淬，得到粒度小于20mm的制備泡沫玻璃 的玻璃體原料，再將所得到的玻璃體原料經(jīng)過磨細、成型、發(fā)泡、冷卻、退 火工序最終制得泡沫玻璃。各項性能指標全部符合國家行業(yè)標準《泡沫玻璃 絕熱制品》(JC/T647-2005)。實施例6:針對不同煤質(zhì)，通過加料設(shè)備從鍋爐下部的加料口向液態(tài)排
渣爐中添加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化鈣粉體，控制 熔渣的質(zhì)量百分比為Si02: 55.32%、 A1203:20.48%、Fe2O3: 8.15%、CaO+MgO: 13.88%、 Na20+K20: 2.17%，經(jīng)過控制鍋爐內(nèi)的溫度和熔化時間，確保所加 材料完全熔化，鍋爐下部熔渣池的空間溫度控制在1600°C，添加物加入后， 在此溫度下熔制20分鐘以上，然后將排出的熔渣直接通過液態(tài)排渣爐排渣口 下方的水淬池進行水淬，得到粒度小于20mm的制備泡沫玻璃的玻璃體原料， 再將所得到的玻璃體原料經(jīng)過磨細、成型、發(fā)泡、冷卻、退火工序最終制得 泡沫玻璃。各項性能指標全部符合國家行業(yè)標準《泡沫玻璃絕熱制品》 (JOT647-2005)。
實施例7:針對不同煤質(zhì)，通過加料設(shè)備從鍋爐下部的加料口向液態(tài)排 渣爐中添加粒度小于50mm的碎玻璃或粒度小于100目的氧化轉(zhuǎn)粉體，控制 熔渣的質(zhì)量百分比為Si02: 60.37%、 A1203: 13.22%、 CaO+MgO: 22.08%、 Na2OK20: 4.33%，經(jīng)過控制鍋爐內(nèi)的溫度和熔化時間，確保所加材料完全 熔化，鍋爐下部熔渣池的空間溫度控制在1650°C,添加物加入后，在此m 下熔制20分鐘以上，然后將排出的熔渣直接通過液態(tài)排渣爐排渣口下方的水 淬池進行水淬，得到粒度小于20mm的制備泡沫玻璃的玻璃體原料，再將所 得到的玻璃體原料經(jīng)過磨細、成型、發(fā)泡、冷卻、退火工序最終制得泡沫玻 璃。各項性能指標全部符合國家行業(yè)標準《泡沫玻璃絕熱制品》 (JOT647國2005)。
本發(fā)明根據(jù)生成粉煤灰泡沫玻璃的化學組成要求和原煤粉煤灰的化學成 分的特點，按照"缺啥補啥"的原則進行配料計算，根據(jù)具體情況，引入碎
玻璃或氧化鈣粉體。將尺寸小于50mm碎玻璃或小于100目的氧化鈣粉體通過加料設(shè)備從鍋 爐下部的加料口加入位于鍋爐底部中的粉煤灰渣熔體中，經(jīng)過控制鍋爐內(nèi)的 溫度和熔化時間，確保所加材料完全熔化到玻璃熔體中。通常鍋爐下部熔渣 池的空間溫度控制在1350-1650DC，碎玻璃等添加物加入后，在此溫度下熔制 20分鐘以上，將熔化好的熔體，通過浮渣阻擋裝置，將位于熔體上部的浮渣 阻擋到爐內(nèi)繼續(xù)熔化，能通過阻擋裝置的少氣泡的熔體放出直接通過液態(tài)排 渣爐祠隨口下方的水淬池進行水淬。
調(diào)整粉煤灰渣熔體水淬的條件,使得熔體通過水淬后形成尺寸小于20mm 的多孔酥松狀玻璃體原料，按照傳統(tǒng)的泡沫玻璃生產(chǎn)工藝，將水淬后的玻璃 體原料和發(fā)泡劑混合磨細，通過成型、發(fā)泡、冷卻、退火等工序，最終獲得 泡沫玻璃。
權(quán)利要求
1. 一種利用液態(tài)排渣爐熔渣直接生產(chǎn)泡沫玻璃的方法，其特征在于針對不同煤質(zhì)，在液態(tài)排渣爐中添加碎玻璃或氧化鈣粉體，控制熔渣的質(zhì)量百分比為SiO245-65％、Al2O35-30％、Fe2O30-15％、CaO+MgO10-30％、Na2O+K2O0-14％，然后將排出的熔渣直接通過液態(tài)排渣爐排渣口下方的水淬池進行水淬，得到制備泡沫玻璃的玻璃體原料，再將所得到的玻璃體原料和發(fā)泡劑混合磨細、成型、發(fā)泡、冷卻、退火工序最終制得泡沫玻璃。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液態(tài)排渣爐熔渣直接生產(chǎn)泡沬玻璃的方 法，其特征在于所說的泡沫玻璃的熔制直接在液態(tài)排渣爐中進行。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液態(tài)祠隨爐熔渣生產(chǎn)泡沫玻璃的方法，其 特征在于所說的添加的碎玻璃的粒度小于50mm，氧化鈣粉體的粒度小于 100目。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液態(tài)S隨爐熔渣生產(chǎn)泡沫玻璃的方法，其 特征在于所說的水淬后的玻璃體原料的粒徑小于20mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的禾lj用液態(tài)擁隨爐熔渣生產(chǎn)泡沫玻璃的方法，其 特征在于所說的液態(tài)排渣爐內(nèi)熔渣的溫度為1350-1650。C，每次熔化時間大 于20分鐘。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用液態(tài)排渣爐熔渣直接生產(chǎn)泡沫玻璃的方 法，其特征在于所說的"水淬"是將熔體直接通過液態(tài)排渣爐排渣口下方 的水淬池完成。
全文摘要
一種利用液態(tài)排渣爐熔渣直接生產(chǎn)泡沫玻璃的方法，針對不同成份煤質(zhì)，根據(jù)“缺啥補啥”原則，通過在液態(tài)排渣爐中添加碎玻璃或氧化鈣，使得熔渣的化學組成為SiO₂45-65％、Al₂O₃5-30％、Fe₂O₃0-15％、CaO+MgO10-30％、Na₂O+K₂O0-14％，然后將所得符合要求的熔渣直接通過液態(tài)排渣爐下方的水淬池進行水淬，得到制備泡沫玻璃的玻璃體原料，再采用傳統(tǒng)制備泡沫玻璃工藝，將所得到的玻璃體原料經(jīng)過磨細，成型，發(fā)泡，冷卻、退火等工序最終制得泡沫玻璃。這種方法充分利用了粉煤灰熔渣，同時降低了泡沫玻璃的生產(chǎn)成本。
文檔編號C03C11/00GK101302077SQ20081015000
公開日2008年11月12日 申請日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者熊小鶴, 譚厚章, 鵬 趙 申請人:西安交通大學