【中玻網(wǎng)】微晶玻璃是一種由適當組成的玻璃顆粒經(jīng)燒結與晶化，制成的由結晶相和玻璃相組成的質(zhì)地堅硬、密實(shí)均勻的復相材料。

　　礦渣微晶玻璃是以冶金渣、尾礦等工業(yè)廢渣及天然礦物為主要原料，引入一定量的晶核劑、助熔劑等輔助原料，經(jīng)配料、熔化、成型、退火、晶化等工序制成的一種微晶材料。

　　微晶玻璃具有玻璃和陶瓷的雙重特性，可用于建筑幕墻及室內高等裝飾，還可用作機械上的結構材料，電子、電工上的絕緣材料，大規模集成電路的底板材料，化工與防腐材料和礦山耐磨材料等。

　　隨著(zhù)我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，各種礦渣、尾礦大量排放和堆積，造成了較為嚴重的環(huán)境問(wèn)題。傳統微晶玻璃多數以天然礦物或純化學(xué)物質(zhì)生產(chǎn)，而礦渣微晶玻璃則以各種廢棄尾礦為主要原料，不但原料豐富，且制備的微晶玻璃某些優(yōu)異的性能和消耗工業(yè)廢渣的特點(diǎn)是其他材料不可比擬的。

　　但是，當前礦渣微晶玻璃在生產(chǎn)過(guò)程中卻面臨著(zhù)生產(chǎn)成本過(guò)高，產(chǎn)品無(wú)市場(chǎng)競爭力的現狀。通過(guò)分析礦渣微晶玻璃的成本構成可以發(fā)現，其原料成本在10％～15％，燃料成本高達60％以上。

　　因此，如何降低原料、燃料成本，提高產(chǎn)品競爭力成為行業(yè)鉆研的課題。

　　安徽華慧晶甲微晶材料有限公司的賈培祥總工程師就是眾多鉆研者中的一個(gè)。近日，在一次技術(shù)交流會(huì )上，賈培祥向記者分享了他和他的團隊在微晶玻璃生產(chǎn)方面的打破，希望能給行業(yè)人士帶來(lái)一些啟發(fā)。

　　賈培祥表示，利用工業(yè)廢渣，尤其是冶煉熱熔渣的熱焓，生產(chǎn)高性能微晶玻璃效果很好，熱熔渣溫度可達1400℃以上，約為420kCal/Kg·℃，每噸渣含有相當60kg標準煤的熱量，可以節約近80％的能源，使得礦渣微晶玻璃的生產(chǎn)成本大幅下降50％以上，再加上環(huán)保方面的效益，利用冶金熱熔渣生產(chǎn)高性能微晶玻璃將具有顯著(zhù)效益。

　　高爐熱熔渣是冶煉生鐵時(shí)高爐中排放出來(lái)的，是冶金工業(yè)中排放量很大的一種渣，給自然環(huán)境造成較為嚴重的負擔。通過(guò)成分檢驗發(fā)現高爐熱熔渣的主要成分及重量百分數含量為：SiO2(10～20％)、CaO(40～50％)、Al2O3(2～10％)及Fe2O3(15～25％)。

　　利用冶金熱熔渣生產(chǎn)高性能微晶玻璃，一方面，可以節約能源，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本；另一方面，1500℃的高溫可以將原料中的一切有毒、有害的物質(zhì)變成新物質(zhì)——硅酸鹽，清理重金屬可能帶來(lái)危害。

　　經(jīng)過(guò)十多年不斷探索攻關(guān)，目前，賈培祥已經(jīng)在配方設計，成型工藝，晶化-退火工藝等方面取得打破。

　　在配方設計上，賈培祥及其團隊提出要充分利用礦渣的基本組成，如冶煉廢渣自然冷卻能夠形成強度比較高的晶體，在此基礎上，其團隊礦渣很大利用率可達到70％。在晶核劑的選用上，團隊采用復合晶核劑（主晶相是硅灰石、透輝石和尖晶石），能夠實(shí)現結晶溫度少于950℃，晶化時(shí)間小于30分鐘的可操作性工業(yè)化生產(chǎn)工藝。

　　此外，團隊和蚌埠院聯(lián)合開(kāi)發(fā)了二次成型施釉技術(shù)。由于礦渣微晶玻璃的主要原料是礦渣，而礦渣中的化學(xué)成分波動(dòng)非常大，且含有較多的著(zhù)色能力強的成分，比如鐵、錳、鉻等元素的氧化物，容易導致礦渣微晶玻璃的外觀(guān)質(zhì)量問(wèn)題，尤其是作為建筑裝飾微晶玻璃需要各種顏色的產(chǎn)品，單純的礦渣微晶玻璃難以滿(mǎn)足建筑裝飾板材對顏色及外觀(guān)多樣化的要求。

　　為此，團隊提出利用礦渣微晶玻璃為載體，在微晶玻璃上面形成2～3mm的釉面微晶玻璃，從而可以生產(chǎn)出多種顏色的礦渣微晶玻璃，滿(mǎn)足了建筑裝飾材料的市場(chǎng)要求。

　　在成型工藝上，礦渣微晶玻璃的成型工藝是生產(chǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)，目前團隊在烏克蘭壓延技術(shù)的基礎上進(jìn)行了實(shí)踐和研究，采用瀑布式預成型壓延機的改進(jìn)，改進(jìn)后的壓延機生產(chǎn)的微晶玻璃的厚度從原來(lái)8~12mm，增加到8~20mm，這種成型技術(shù)主要是解決了礦渣微晶玻璃的析晶上限溫度高（1180℃~1250℃），現在的成型溫度可以在1350℃~1400℃調整，真實(shí)做到從流液口流出的玻璃液，來(lái)多少走多少，完全解決了玻璃液在流液口處析晶導致生產(chǎn)周期短的問(wèn)題。

　　賈培祥帶領(lǐng)團隊還設計了微晶玻璃板的熱切裝置，是在成型后的玻璃板進(jìn)晶化窯前還具有可塑性的時(shí)候，實(shí)施一個(gè)類(lèi)似鍘刀形式的熱切，把玻璃板切出一條高層度約為三分二板厚的切痕，板材在晶化窯內晶化的過(guò)程中體積產(chǎn)生大約5％的收縮率，在退火區微晶玻璃板就可以自動(dòng)斷開(kāi)，原板的長(cháng)短可以用時(shí)間繼電器來(lái)控制，準確、方便、可靠且運行成本低。

　　能否獲得高質(zhì)量的礦渣微晶玻璃，晶化工藝是不可或缺的重要技術(shù)，它是配方、熔制和成型工藝成果的結晶。因此在晶化-退火工藝方面，團隊采用復合晶核劑，實(shí)現玻璃的快速結晶；為克服成型溫度波動(dòng)非常大的缺點(diǎn)，團隊在微晶玻璃核化之前設計了一個(gè)均熱帶，很好的解決了礦渣微晶玻璃斷面凈化不均勻的問(wèn)題。

　　賈培祥表示，目前，我國高爐渣年出量1.5億噸以上，多年來(lái)，高爐渣主要用于生產(chǎn)水泥和礦渣微粉，但投入資金大、經(jīng)濟效益低、余熱不能有效利用。因此，利用熱熔渣生產(chǎn)的礦渣微晶玻璃板材被稱(chēng)為跨世紀的新材料。

　　礦渣微晶玻璃的應用領(lǐng)域十分廣泛，是一種非常好的結構材料，既可以做工業(yè)用防護板材，也可以作為建筑裝飾材料，更可以作為建筑結構材料。當微晶玻璃生產(chǎn)成本下降50％以上時(shí)，微晶玻璃性?xún)r(jià)比非常高，可以替代高等石材，減少對天然石材的開(kāi)采，減輕對環(huán)境的破壞和污染，同時(shí)節約能源，創(chuàng )造了非常大的經(jīng)濟效益，具有很好的應用前景，利用冶金熱熔渣生產(chǎn)高性能微晶玻璃的未來(lái)不可估量。

　　但與此同時(shí)，賈培祥也表示，當前利用冶金熱熔渣生產(chǎn)高性能微晶玻璃中還存在一個(gè)難以克服的問(wèn)題，即熱熔渣與輔助料攪拌均勻問(wèn)題，希望各行各業(yè)的相關(guān)人士學(xué)者能夠關(guān)注冶金熱熔渣生產(chǎn)高性能微晶玻璃，共同探討解決方案。