[01251821]一种利用高炉渣制备含Al3+水玻璃的方法

课题来源与背景：本课题来源于安徽工业大学自选课题。冶金行业是高耗能高排放行业，每年固废的排放总量十分惊人，带来巨大的环境与生态压力。这种资源浪费和环境恶化的状况，在强调循环经济和环境友好的今天，如不能合理有效地解决，必将制约国家经济、社会的可持续发展与民生安全等。实现冶金固废的全组分、资源化利用，不仅是循环经济的关键构成，也是构建环境友好型社会的必由之路。因此，依据冶金固废的不同特性，发展其材料化利用的新方法与新技术，推进该产业的绿色化升级，十分必要。

技术原理及性能指标：（1）将高炉渣烘干、破碎、粉磨后过筛，得高炉渣粉末;（2）将步骤（1）得到的高炉渣粉末置于高压反应釜中，然后加入氢氧化钠溶液，搅拌得到碱渣混合物;（3）将步骤（2）装有碱渣混合物的高压反应釜盖好后加热，并在自生压力下反应，固液分离后所得滤液即为含Al3+水玻璃。

技术的创造性与先进性：高炉水淬渣是高炉熔渣用大量水淬冷后得到的以玻璃体为主的细粒水渣，其主要化学成分有：CaO、SiO2、Al2O3、MgO。经水淬冷所得到的高炉渣化学活性高，可以作为无机化工原料加以利用。

目前，有研究人员采用酸解高炉水淬渣提取有价组分的方法制备精细化产品，不仅使高炉渣得到资源化利用，而且消除了高炉渣对环境的污染。

然而，利用高炉渣作为硅源并结合碱溶水热联合消解高炉渣制备含Al3+水玻璃的方法未见报道。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：1、通过碱溶水热联合消解高炉渣，使渣中SiO2组分进入溶液中，经固液分离制得含Al3+（约w＝2％-4％）水玻璃溶液。2、本发明工艺成本低、操作简便，有效消除高炉渣对环境的污染的同时，又达到资源高附加值利用的目的。

4. 技术的成熟度、适用范围和安全性：本技术成熟度高，所使用的高炉渣的主要成分为：39.22wt％CaO，32.10wt％SiO2，16.41wt％Al2O3，7.93wt％MgO。化学式为（0.700CaO·0.535SiO2·0.161 Al2O3·0.198MgO）。高炉渣中的SiO2含量占总组分的32％以上，为本发明制备含Al3+水玻璃提供了丰富的SiO2来源。

5. 应用情况及存在的问题：本成果由于缺乏资金支持，还未实际应用。

6. 历年获奖情况：无。

7. 成果简介：本成果是以高炉渣为原料，将原料破碎、粉磨、过200目筛后置于高压反应釜中，以渣碱比1:（0.55-1）的比例加入烧碱溶液，搅拌后置于电炉中加热至100-180℃并在自生压力下产生水热反应;SiO2与烧碱反应进入溶液，经固液分离获得含少量Al3+（约w＝2-4％）水玻璃溶液。此方法不仅原料价格低廉，工艺简单，而且达到固废资源化利用的目的。