一种利用液态精炼锰渣制备防反光玻璃的方法与流程

[0001]
本发明涉及一种制备防反光玻璃的方法，特别涉及一种利用液态精炼锰渣制备防反光玻璃的方法，属于冶金领域。


背景技术：

[0002]
中低碳锰铁是冶金、航天、化工等部门的关键基础材料。 我国是中低碳锰铁生产、 消费和出口大国，占世界中低碳锰铁产量的60%以上, 我国中低碳锰铁产业在快速发展的同时， 也面临着巨大的资源和环境压力，尤其是精炼锰渣的处置已成为企业界、学术界和社会所关注的问题之一。
[0003]
面对当前严重的精炼锰渣大量堆积引发的环境问题，精炼锰渣处理处置技术问题具有一定的复杂性，尤其是精炼锰渣资源化问题，所以，迄今为止，还没有一种工艺能真正解决精炼锰渣的高价值资源化问题，目前，只是将锰渣用于水泥生产中，鉴于目前，水泥生产中，由于在环境保护方面保护力度不够，许多水泥厂在生产中，环保设施不到位，对环境带来了一定的负荷，虽然应用前景看好，但是其水泥产量在萎缩，锰渣的使用量也在减少。尽管锰渣内含有大量的金属与非金属元素，但是，尚没有应用于高附加值的产品中，应用领域的研究与应用仍有很大的空间，有待投入更多的人力、物力去探索。由于精炼锰渣呈酸性，含水率高，颗粒细小，含有大量的铵离子和重金属离子，长期露天堆放，受雨水冲洗，极易污染环境。因而，精炼锰渣的无害化处理和资源化利用，是锰合金产业实施循环经济、节能减排、清洁生产战略的必然 趋势和客观要求。
[0004]
在环境保护方面，光污染的防止也被提到了议事日程，尤其是交通工具尤为发达的当今世界，建筑物上的玻璃反光，会给司机的晃眼，会引起操作失误，更会导致交通事故，防反光玻璃是一种新型玻璃材料，得到了该领域技术人员的重视。


技术实现要素：

[0005]
针对锰渣中含有化学元素，长期的堆积会引起环境污染问题，目前防反光玻璃材料是一种具有广泛前景的高附加值产品，鉴于上述情况，本发明提供一种利用液态精炼锰渣制备防反光玻璃的方法，其目的是有效利用现存的锰渣原料，减少对环境的污染，提高锰渣的利用价值，减少由于光污染带来的不利因素，变废为宝，造福社会。
[0006]
本发明的技术方案是：一种利用液态精炼锰渣制备防反光玻璃的方法，包括玻璃熔化炉、玻璃压延制造设备、退火炉、玻璃切割机、玻璃倒角机以及玻璃磨边机，制备防反光玻璃的方法步骤如下：a)、称重：按照液态锰渣：玻璃粉料=100：（100-120%）的比例称重，其中玻璃粉料包括石英砂、长石、纯碱，从锰合金精炼电炉出口将液态熔渣利用出渣溜槽排到存渣炉中，利用称重包称好后将温度为1400
°
c
ꢀ-
1650
°
c的锰渣按照规定流速流放到玻璃熔化炉前的加料溜槽中，然后将称量好的石英砂、长石、纯碱分别从溜槽上方加到锰渣表面；b)、溶制：将配好的原料加入到玻璃熔化炉中利用1200-1650
°
c温度加热熔化，同时利
用鼓泡器鼓泡，减少融化过程中产生的气泡，经澄清池中澄清后，从玻璃通道中流出；c)、成型：利用玻璃压延设备对玻璃进行压延后直接送至退火炉中进行退火；d)、切割：利用在线设备按照设定的玻璃尺寸对玻璃板进行切割；e)、倒角与磨边：利用玻璃倒角机和玻璃研磨机对切割后的玻璃边角部进行倒角和对玻璃边进行磨边处理；f) 、表面处理 ：用表面处理剂对玻璃单面或双面进行工艺处理，制得防反光玻璃，进一步，所述配料步骤中，石英砂：长石：纯碱=60-65%：5-10%：30-40%；进一步，所述液态锰渣中含有sio
2
、cao 、al
2
o
3
、mno、mgo的含量分别为50-80% 、20-40%、2-15%、3-10%、1-3%；进一步，所述溶制步骤中锰渣与其他玻璃原料的加热熔制时间为5-8小时；进一步，所述其特征在于：所述成型步骤中，玻璃进入退火炉中，按照120-300℃/h的冷却速度，冷却至60-80℃，之后空冷至室温；进一步，所述表面处理 步骤中，使用的表面处理剂为氢氟酸；进一步，所述玻璃通道上设置有多个玻璃搅拌器，搅拌棒，搅拌棒由耐高温贵金属制成；进一步，所述加料溜槽上方长度方向上依次设置有石英砂、长石、纯碱的多个粉料料仓，多个粉料料仓下方设置有螺旋加料机，粉料料仓下方的出料口中配料加在溜槽上方的锰渣中流入玻璃熔化炉，螺旋加料机出口设置有加料检测器，粉料料仓内的玻璃粉料与液态锰渣同步加料；进一步，存渣炉出渣口设置有锰渣称重包，称重包下方设置有电子称，称重包内设置有流量调节装置。
[0007]
本发明通过从锰合金精炼电炉到玻璃熔化炉之间设置存渣炉，可对锰合金精炼电炉排出的液态锰渣进行存储，另外，可对液态锰渣实施温度控制，可将其温度保持在1400-1600
°
c之间，通过将高温液态锰渣加到玻璃熔化炉中，可降低玻璃粉料的熔化能源消耗，提高玻璃粉料的熔化速度，降低玻璃的熔化时间，可由包括锰渣、粉料在内的在内的最长熔化时间15-20个小时缩短至8-10个小时；通过在加料溜槽上方设置粉料料仓，有利于将粉料加到高温的液态锰渣上，一方面可利用液态锰渣的温度对粉料进行预加热，对液态锰渣起到保温作用，同时，可对粉料起到预加热和预熔化作用，另外，通过将粉料均匀地加在液态锰渣上，可减少粉料与锰渣的混合与搅拌，熔化的玻璃液体从玻璃熔化炉经澄清炉到通道的流动过程中得到一定均匀度，再加上通道上设置的搅拌器，可进一步得到玻璃的均匀化和气泡的排除；通过利用玻璃行业中现有的玻璃熔化炉、玻璃压延制造设备、退火炉、玻璃切割机、玻璃倒角机以及玻璃磨边机，可将带有锰渣的玻璃原料熔化，最后制作成玻璃片；特别是通过将玻璃板利用氢氟酸的表面处理，可在玻璃表面形成可散射光线的粗糙度，从而起防反射作用，降低由于光线引起的光污染。本发明通过有效利用现存的锰渣原料，可减少对环境的污染，提高锰渣的利用价值，减少由于光污染带来的不利因素，使锰渣变废为宝，造福社会。
附图说明
[0008]
图1 本发明中玻璃原料配置到熔化炉的结构示意图。
[0009]
图2 存渣炉出渣口放大结构示意图。
[0010]
图3 螺旋加料机放大图。
[0011]
图4 玻璃成型工序流程图图。
[0012]
图5 玻璃后工序流程图。
[0013]
本发明中玻璃成型到玻璃表面处理的流程图。
[0014]
标号说明：10-锰合金精炼电炉、11-闸门一、12-出渣溜槽、13-存渣炉、14-出渣口、15-闸门二、16-称重包、17-电子称、18-料碗、19—升降杆、20-料棒、20a-气缸杆、21-粉料料仓、21a-粉状料仓一、21b-粉状料仓二、21c-粉状料仓三、22-加料溜槽、22a-螺旋加料机、23-玻璃熔化炉、24-澄清池、25-流液洞、26-玻璃通道、27-搅拌棒、28-唇砖、29a-齿轮、29b-涡轮、30-电机、31-螺旋叶片、32-转轴、34-玻璃液、35-支架、36-压延辊轮、37-玻璃板、38-退火炉、38a-风机、39-切割机、39a-横向切割机、39b-纵向切割机、40-移栽机、41-辊轮、42-纵向倒角机、42a-纵向倒角砂轮、43
--
横向倒角机、43a-横向倒角砂轮、43b-横梁、44-升降气缸、45-磨边砂轮、46-连杆、47-连杆升降架、48-倒角机、49-磨边机。
具体实施方式
[0015]
以下参照附图就本发明的具体技术方案进行说明。
[0016]
本发明的技术方案是：一种利用液态精炼锰渣制备防反光玻璃的方法，包括玻璃熔化炉23、玻璃压延制造设备、退火炉38、玻璃切割机、玻璃倒角机以及玻璃磨边机，制备防反光玻璃的方法步骤如下：a)、称重：按照液态锰渣：玻璃粉料 =100：（100-120%）的比例，玻璃粉料包括石英砂、长石、纯碱，从锰合金精炼电炉10出口设置有闸门一11将液态熔渣利用出渣溜槽12排到存渣炉13中，存渣炉出渣口设置有锰渣称重包，称重包16下方设置有电子称，称重包16内设置有流量调节装置，流量调节装置包括存渣炉13中间设置有隔墙，隔墙设置有通孔，存渣炉13末端设置有料棒，所述料棒20的上部连接有升降杆19，升降杆19由气缸或油缸带动升降，存渣炉13出渣口14后侧设置有锰渣称重包16，存渣炉13出渣口14上设置有闸门二15，称重包16的下方设置有电子秤17，称好后将温度为1400
°
c
ꢀ-
1650
°
c的锰渣通过料棒20和料碗18将玻璃液34按照一定速率流放至玻璃熔化炉23前的加料溜槽22中，然后将称量好的石英砂、长石、纯碱分别利用粉状料仓一21a、粉状料仓二21b、粉状料仓三21c从加料溜槽22上方将粉料加到液态锰渣表面。在本实施例中使用的是气缸，20a为气缸杆，所述玻璃熔化炉与澄清池24之间设置有流液洞25，澄清池24上设置有一个玻璃通道26，所述料碗和料棒可以采用白金聊碗料棒，也可以利用耐高温的耐火砖代替，在本实施例中，采用了耐火材料制作而成的产品，料棒提升时，排出锰渣，料棒下降后终止流动；b)、溶制：将配好的原料加入到玻璃熔化炉23中，利用1200-1650
°
c的温度加热熔化，同时利用鼓泡器鼓泡，减少融化过程中产生的气泡，经澄清池24中澄清后，从玻璃通道26中流出，玻璃通道26的端部设置有唇砖28，玻璃液从唇砖28流入成型区域；c)、成型：利用玻璃压延设备对玻璃进行压延后直接送至退火炉38中进行退火；d)、切割：利用在线设备按照设定的玻璃尺寸对玻璃板进行切割；e)、倒角与磨边：利用玻璃倒角机和玻璃研磨机对切割后的玻璃边角部进行倒角和对玻璃边进行磨边处理；
f) 、表面处理 ：用表面处理剂对玻璃单面或双面进行工艺处理，制得防反光玻璃。
[0017]
所述配料步骤中，石英砂：长石：纯碱=60-65%：5-10%：30-40%，石英砂：是石英石经破碎加工而成的石英颗粒。石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，莫氏硬度7，石英砂是重要的工业矿物原料，非化学危险品，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料，滤料等工业。石英砂是玻璃平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料；长石：是地表岩石最重要的造岩矿物。长石是长石族矿物的总称，它是一类常见的含钙、钠和钾的铝硅酸盐类造岩矿物。富含钾或钠的长石主要用于陶瓷工业、玻璃工业及搪瓷工业；长石在地壳中比例高达60%，在火成岩、变质岩、沉积岩中都可出现。长石是几乎所有火成岩的主要矿物成分，对于岩石的分类具有重要意义；纯碱：即：碳酸钠是重要的化工原料之一，广泛应用于轻工日化、建材、化学工业、食品工业、冶金、纺织、石油、国防、医药等领域， 用作制造其他化学品的原料、清洗剂、洗涤剂，也用于照相术和分析领域。玻璃工业是纯碱的摄大消费部门,每吨玻璃消耗纯碱0.2t。主要用于浮法玻璃、显像管玻壳、光学玻璃等。
[0018]
所述液态锰渣中含有sio
2
、cao 、al
2
o
3
、mno、mgo的含量分别为50-80% 、20-40%、2-15%、3-10%、1-3%，其中，sio
2：
二氧化硅有晶态和无定形两种形态。自然界中存在的二氧化硅如石英、石英砂等统称硅石。纯石英为无色晶体，大而透明的棱柱状石英晶体叫做水晶，含微量杂质而呈紫色的叫紫水晶，浅黄、金黄和褐色的称烟水晶。玉髓、玛瑙和碧玉都是含有杂质的有色石英晶体。沙子是混有杂质的石英细粒。蛋白石、硅藻土则是无定形二氧化硅。二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等，在古代，二氧化硅也用来制作瓷器的釉面和胎体。一般的石头主要由二氧化硅、碳酸钙构成；cao：氧化钙为碱性氧化物，对湿敏感。易从空气中吸收二氧化碳及水分。与水反应生成氢氧化钙（ca（oh）
2
）并产生大量热，有腐蚀性。可作填充剂，例如：用作环氧胶黏剂的填充剂；可用作建筑材料、冶金助熔剂，水泥速凝剂，荧光粉的助熔剂；还可用于耐火材料、干燥剂；al
2
o
3
：是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料。具有不同晶型，常见的是α-al
2
o
3 和γ
-ꢀ
al
2
o
3
。工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒，耐压性好．在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体；al
2
o
3
的存在除增加硅石在高温下形成液体的趋势外，还会延缓硅石的分解。al
2
o
3
在砖体中可起到发泡作用；mno：氧化镁是建筑材料中的主要防火成分，氧化镁墙板作为一种建筑材料，具有几个优异的特性:防火、防白蚁、防潮、防霉和高强度，氧化锰也被用作颜料、玻璃等。可用作制造锂氧化锰电池或其他电池。用作饲料添加剂、微量元素肥料、铁氧体原料、涂料和清漆干燥剂等；mgo：又称镁砂，是一种白色吸湿性固体矿物，以方镁石的形式存在于自然界中，是冶镁
(或氧化物)的原料。它有氧化镁的经验公式，由mg
²
+离子和o
2-离子通过离子键结合在一起组成晶格，在水的存在下形成氢氧化镁 (mgo + h
2
o
ꢀ→ꢀ
mg(oh)
2
)，但是通过加热使水分分离，氢氧化镁可以反过来形成氧化镁。氧化镁被认为是一种耐火材料，即在高温下具有物理和化学稳定性。它有两个有用的属性:高导热性和低导电性。迄今为止，耐火材料工业消耗了世界上大部分的氧化镁，2004年，耐火材料工业消耗了美国约56 %的氧化镁，其余44 %用于农业、化学、建筑、环境和其他工业应用，氧化镁被用作坩埚的基本耐火材料；所述溶制步骤中锰渣与其他玻璃原料的加热熔制时间为5-10小时。
[0019]
所述玻璃通道26上设置有多个搅拌棒27，搅拌棒27由耐高温贵金属制成。在本实施例中，搅拌棒27为白金搅拌棒。
[0020]
所述加料溜槽22上方长度方向上依次设置有石英砂、长石、纯碱的粉状料仓一21a、粉状料仓二21b、粉状料仓三21c，粉状料仓一21a、粉状料仓二21b、粉状料仓三21c下方均设置有螺旋加料机22a，其中29a为设置在螺旋加料机22a内转轴32上的齿轮、齿轮29a与涡轮29b转动连接，涡轮29b由电机30驱动，螺旋加料机22a转轴32的外周设置有螺旋叶片31，螺旋叶片31将粉料从粉料料仓21传送到加料溜槽22上、粉料料仓21下方的出料口中配料加在溜槽上方的锰渣上流入玻璃熔化炉23，螺旋加料机22a出口设置有加料检测器，粉料料仓21的玻璃粉料与液态锰渣同步开始加料，同步结束加料，当加料检测器检测到锰渣流过时，就会在控制器控制下开启出料，将粉料加在高温的锰渣上，开始预热、预熔。
[0021]
需要说明的是，在加料溜槽22上方设置有排气罩以及排气机，对加料时产生的烟气进行抽取，并汇集到玻璃熔化炉的排烟烟道中，进行统一的除尘处理。
实施例
[0022]
按照液态锰渣：玻璃粉料 =100：（100-120%）的比例，也就是说在100分玻璃原料中，液态锰渣：玻璃粉料=50：（50-60%），其中，液态锰渣的含量是现有的比例，也就是说液态锰渣sio
2
、cao 、al
2
o
3
、mgo 、mno、 fe2o3
的含量分别在50-80% 、20-40%、2-15%、1-3%、 0.5-1.5%范围内，基本上是不好改变的，只有改变其整体的添加量。
[0023]
因此，在实际的配料过程中只能将锰渣作为一个整体的整体原料调节与玻璃粉料之间的比例，玻璃原料的重量百分比就是石英砂：长石：纯碱：液态锰渣=60-65%：5-10%：30-40%：50%。
[0024]
表一是防反射玻璃中原料粉料与液态锰渣的实施数据
所述成型步骤中，玻璃进入退火炉38中，按照120-300℃/h的冷却速度，冷却至60-80℃，之后空冷至室温。
[0025]
在本实施例中所述玻璃成型机利用了现有的压延技术，从唇砖28流出的玻璃液34利用压延辊轮36将利用支架35支撑的底板上玻璃液压成玻璃板37，然后利用退火炉38进行退火，退火炉38上方设置有多个风机38a，按照设定的玻璃退火曲线对玻璃进行吹风退火，包括退火炉38在内的退火炉38后方的玻璃板37下方是利用下方辊轮41向前推进玻璃板37 ，在退火炉38末端设置有玻璃切割机39，玻璃切割机39包括横向切割机39a和纵向切割机39b，将玻璃切割中一定尺寸的玻璃板，然后利用玻璃板移栽机40将玻璃板搬运至后加工设备上进行加工，所述玻璃板移栽机40利用真空吸盘进行搬运。
[0026]
在玻璃后加工工序中，首先对玻璃的切割端面进行倒角，倒角机48包括纵向倒角机42和横向倒角机43，纵向倒角机42和横向倒角机43上分别设置有纵向倒角砂轮42a和横向倒角砂轮43a，横向倒角砂轮43a倒角时，利用升降气缸44时压板41a压紧玻璃板37，其中，玻璃纵向边是在移动中倒角，玻璃横向边是在停止状态下，横向倒角机43是利用横边倒角砂轮43a在横向移动电机的带动下沿着横梁43移动，对玻璃板的横边进行倒角。
[0027]
在图中没有显示，玻璃板需要利用翻转机翻转，利用同样的方法进行反面边沿的倒角处理。
[0028]
磨边机49包括纵向磨边机和横向磨边机，按照与倒角机相同的设置，分别进行纵向变和横向变的磨边，图中显示纵向磨边机设置有多个纵向磨边砂轮45，多个纵向磨边砂轮转动设置在连杆46上，47为连杆升降架，连杆升降架与升降气缸44连接，利用压板41b压紧后在前进中实施纵向磨边，同理，横向磨边与横向倒角的设置相同，玻璃固定不动的情况下，利用砂轮沿着横边进行研磨，磨边和到角时，需要在加水状态下进行。
[0029]
所述表面处理步骤中，使用的表面处理剂为氢氟酸；所述玻璃板的表面处理，也是利用现有技术进行的，玻璃板经过倒角、磨边后，利用机械手，放入盛有氢氟酸的塑料桶中进行一定时间的表面处理后拿出，在本实施例中，使用了20分钟的表面处理。
[0030]
尽管在上述说明中，描述了现有技术中的玻璃成型、加工以及表面处理技术，但不限于上述技术，也可以利用现有技术中的其他技术。
[0031]
本发明通过从锰合金精炼电炉10到玻璃熔化炉23之间设置存渣炉13，可对锰合金
精炼电炉10排出的液态锰渣进行存储，另外，可对液态锰渣实施温度控制，可将其温度保持在1400-1600
°
c之间，通过将高温液态锰渣加到玻璃熔化炉23中，可降低玻璃粉料的熔化能源消耗，提高玻璃粉料的熔化速度，降低玻璃的熔化时间，可由包括液态锰渣粉料在内的最长熔化时间15-20个小时缩短至8-10个小时；通过在加料溜槽22上方设置粉料料仓21，有利于将粉料加到高温的液态锰渣上，一方面可利用液态锰渣的温度对粉料进行预加热，对液态锰渣起到保温作用，同时，可对粉料起到预加热和预熔化作用，另外，通过将粉料均匀地加在液态锰渣上，可减少粉料与锰渣的混合与搅拌，熔化的玻璃液34从玻璃熔化炉23经澄清炉到通道的流动过程中得到一定均匀度，再加上通道上设置的搅拌棒，可进一步得到玻璃的均匀化和气泡的排除；通过利用玻璃行业中现有的玻璃熔化炉23、玻璃压延制造设备、退火炉38、玻璃切割机、玻璃倒角机以及玻璃磨边机，可将带有锰渣的玻璃原料熔化，最后制作成玻璃片；特别是通过将玻璃板利用氢氟酸的表面处理，可在玻璃表面形成可散射光线的粗糙度，从而起防反射作用，降低由于光线引起的光污染。本发明通过有效利用现存的锰渣原料，可减少对环境的污染，提高锰渣的利用价值，减少由于光污染带来的不利因素，使锰渣变废为宝，造福社会。

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