高炉渣制微晶玻璃

微晶玻璃即玻璃陶瓷,是综合玻璃和陶瓷技术发展起来的一种新型材料,其物理化学性能集中了玻璃和陶瓷的双重优点,既具有陶瓷的强度,又具有玻璃的致密性和对酸、碱、盐的耐蚀性。微晶玻璃在建筑、装饰、电子、化工、生物医学、机械工程等领域具有极为广阔的市场前景。目前,微晶玻璃板材已成为欧、美、日本等中高档建筑装饰、制作电磁炉和微波炉等耐高温炉具的理想材料。

为了降低其成本和利于冶金炉渣的二次利用,国外早在20世纪20年代就已开始包括高炉渣在内的矿渣微晶玻璃的开发研究。高炉渣的主要成分以玻璃相为主,并含有少量钙铝硅酸盐结晶体,是构成微晶玻璃的主要成分。经过国内外学者长期、大量的研究实践,发现以高炉渣为主要原料,添加适当的辅助原料,可以生产性能优良的矿渣微晶玻璃,且生产过程无二次污染,产品无放射性污染。

俄罗斯成功实现了高炉渣微晶玻璃的工业化生产。俄罗斯乌拉尔汽车玻璃厂使用50%的高炉渣,加上砂子、氟硅酸钠、硫酸钠,在930℃的高温下进行微晶玻璃的工业化生产。20世纪80年代以来,我国开始对高炉渣微晶玻璃进行了研究。安徽工业大学、安阳钢铁集团、湖南大学材料科学与工程学院等用高炉渣成功试制了微晶玻璃。

安阳钢铁集团以90%～95%的高炉渣、5%～10%的添加剂为配方,采用粉碎→配料→混合→压制成型→烧结工艺,在1120～1200℃下保温2h,试制成微晶玻璃。以45%～55%的高炉水渣为主要原料,晶核剂采用廉价的萤石及二氧化钛,在1300℃下直接熔融,试制出琥珀色、玉白色两种装饰效果较好的微晶玻璃。单独使用萤石时其加入量控制在12%～15%,可形成琥珀色微晶玻璃;如果配合料中加入1%～3%的二氧化钛时,萤石的加入量控制在8%～10%,此时形成玉白色微晶玻璃。