專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用藍(lán)晶石尾礦制造微晶玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料合成技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種利用藍(lán)晶石尾礦制造微晶玻璃的方法，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
微晶玻璃又稱(chēng)陶瓷玻璃，是將特定組成的基礎(chǔ)玻璃，在加熱過(guò)程中通過(guò)控制晶化而制得的一類(lèi)含有大量微晶相及玻璃相的多晶固體材料，是一種新型建筑材料。微晶玻璃綜合了玻璃和陶瓷的優(yōu)越的理化性能和力學(xué)性能，其色澤美觀，表面花紋精美，強(qiáng)度、硬度高、不退色，耐腐蝕性能好，吸水率低，無(wú)輻射性，比天然大理石的光亮性好。這種微晶玻璃適用于建筑物的內(nèi)外墻壁、地板、家具、廚房和衛(wèi)生間臺(tái)面等的裝飾，是21世紀(jì)的高檔、綠色新型裝飾材料。藍(lán)晶石尾礦即藍(lán)晶石礦開(kāi)采過(guò)程中排放的工業(yè)廢棄物，它主要是云母、沙粒以及泥土等。目前藍(lán)晶石尾礦的利用率幾乎為零，但也有人在探索藍(lán)晶石尾礦綜合利用的新方法，也取得一些進(jìn)展，該領(lǐng)域的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)已有兩件，例如CN200810049778. 6號(hào)“以藍(lán)晶石礦尾礦為原料制備燒結(jié)磚的方法”、CN200810049777. 1號(hào)“以藍(lán)晶石礦礦山廢料為原料制備燒結(jié)磚的方法”等。但迄今為止，用藍(lán)晶石礦尾礦生產(chǎn)微晶玻璃尚未見(jiàn)報(bào)道。我國(guó)非常重視尾礦微晶玻璃的開(kāi)發(fā)研究，廢渣微晶玻璃是國(guó)家“九五”計(jì)劃和2010年遠(yuǎn)景規(guī)劃中“資源綜合利用科技專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)”的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用藍(lán)晶石尾礦制造微晶玻璃的方法，增加藍(lán)晶石尾礦的利用途徑，提供新型建筑材料，降低尾礦對(duì)環(huán)境的污染。一種利用藍(lán)晶石尾礦制造微晶玻璃的方法，包括以下步驟 第一步尾礦預(yù)處理及備料
尾礦需用常規(guī)方法除去其中的鐵、泥土和大石塊等雜質(zhì)，否則會(huì)影響產(chǎn)品的成色；然后進(jìn)行干燥，球磨成粉，備用。其中本發(fā)明用到的藍(lán)晶石尾礦在預(yù)處理后的各成分按質(zhì)量百分比的范圍為70 75，Al2O3 6 14，Na2O 3 — 5, CaO 2 5，MgO 2 5，Ti02 1 2，其他雜質(zhì)0 2。第二步備料
根據(jù)本發(fā)明，在以下不同配料及范圍內(nèi)均可制得微晶玻璃。按以下配比(質(zhì)量分?jǐn)?shù))準(zhǔn)備原料
純堿2 6
氧化鋁6 10
氧化鋅2 4
氧化鈣15 22
氧化鋇2 4二氧化鈦/五氧化二磷/三氧化二鉻0 3
特別說(shuō)明以上原料要在各自范圍內(nèi)任意取值，取好比例后，按照百分比剩余比例加入預(yù)處理后尾礦。二氧化鈦、五氧化二磷、三氧化二鉻可以不加、可任選一個(gè)加入，也可以選其中兩個(gè)或三個(gè)混合加入，但總量必須在范圍0 3內(nèi)。當(dāng)以上原料均取范圍內(nèi)最小值時(shí)預(yù)處理后尾礦利用率為73 %，均取范圍內(nèi)最大值時(shí)，預(yù)處理后尾礦利用率達(dá)到51 %。將預(yù)處理后尾礦及其他配料在規(guī)定范圍內(nèi)按照配方準(zhǔn)確稱(chēng)量后，混合均勻，備用。第三步熔制
把混合均勻后的配料放入高溫電阻爐中在1200°C 1450°C進(jìn)行熔制，使其熔融成熔漿，將熔漿倒入冷水中進(jìn)行水淬。將制得的小顆粒熔塊烘干，備用。第四步熱處理
將第三步的熔塊用球磨機(jī)粉碎至200目及以下，將球磨后的粉末按質(zhì)量百分比加入 1 3 %的溶化稀釋后的聚乙烯醇(PVA)，進(jìn)行造粒。用相應(yīng)模具在2(TlIOMI^a壓強(qiáng)下壓制成希望得到的形狀，以2、°C /min的升溫速度進(jìn)行熱處理。熱處理制度為升溫到75(T820°C 保溫1. 5^3hour進(jìn)行成核，繼續(xù)升溫至88(T950°C時(shí)保溫1. 5^3hour進(jìn)行晶化處理，自然退火冷卻后出爐即制得微晶玻璃。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于成本及能耗低，尾礦利用率高，不僅為藍(lán)晶石尾礦的利用開(kāi)辟了新途徑，且減輕其對(duì)環(huán)境的污染，具有深遠(yuǎn)的環(huán)保意義。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。圖2是實(shí)施例1中樣品SEM圖。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1
在本發(fā)明所設(shè)計(jì)的可形成微晶璃的各化學(xué)物質(zhì)組成范圍內(nèi)，按配料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)選取 預(yù)處理后尾礦 64. 6 %，Al2O3 10. 0 %，CaO 16. 2 %，Na2CO3 3. 0 %，TiO2 1.2%, BaO 2. 4 %，ZnO 2. 6 %?；旌暇鶆蚝螅?200°C的高溫下熔融，將熔漿在水中淬冷，收集淬冷后的小顆粒熔塊，烘干后，用球磨機(jī)粉碎至200目，加入2 %的聚乙烯醇，進(jìn)行造粒。再用相應(yīng)模具在20MPa壓強(qiáng)下壓制成希望得到的形狀，以4°C /min的升溫速度進(jìn)行熱處理。選取800°C 核化^lour,升溫到920°C晶化2 hour的熱處理制度進(jìn)行熱處理，自然退火得到微晶玻璃， 圖2是對(duì)應(yīng)放大5500倍的SEM圖。實(shí)施例2:
按配料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)選取預(yù)處理后尾礦70. 3 % ,Al2O3 6. 3 % , CaO 15. 2 %, Na2CO3 2. 0 %，TiO2 1.0%, P2O5 0. 3 %，BaO 2. 3 %，ZnO 2. 6 %?；旌暇鶆蚝?，在 1300°C 的高溫下熔融，將熔漿在水中淬冷，收集淬冷后的小顆粒熔塊，烘干后，用球磨機(jī)粉碎至200目，加入1 %的聚乙烯醇，進(jìn)行造粒。再用相應(yīng)模具在40MPa壓強(qiáng)下壓制成希望得到的形狀，以3°C / min的升溫速度進(jìn)行熱處理。選取810°C核化^iour,升溫到940°C晶化2 hour的熱處理制度進(jìn)行熱處理，自然退火得到微晶玻璃。實(shí)施例3:
按配料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)選取預(yù)處理后尾礦55. 5 % ,Al2O3 8. 7 % , CaO 22. 0 %, Na2CO3 5. 2 %，Cr2O3L 6 %，BaO 3. 3 %，ZnO 3. 7 %?；旌暇鶆蚝?，在1400°C的高溫下熔融，將熔漿在水中淬冷，收集淬冷后的小顆粒熔塊，烘干后，用球磨機(jī)粉碎至200目，加入2. 2 %的聚乙烯醇，進(jìn)行造粒。再用相應(yīng)模具在SOMI^壓強(qiáng)下壓制成希望得到的形狀，以3°C /min的升溫速度進(jìn)行熱處理。選取800°C核化!Bhour，升溫到915°C晶化3 hour的熱處理制度進(jìn)行熱處理，自然退火得到微晶玻璃。實(shí)施例4:
按配料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)選取預(yù)處理后尾礦72. 0 % ,Al2O3 6. 0 % , CaO 15. 0 %, Na2CO3 2. 0 %，Cr2O3L 0 %，BaO 2. 0 %，ZnO 2. 0 %?；旌暇鶆蚝螅?450°C的高溫下熔融，將熔漿在水中淬冷，收集淬冷后的小顆粒熔塊，烘干后，用球磨機(jī)粉碎至200目，加入3 %的聚乙烯醇， 進(jìn)行造粒。再用相應(yīng)模具在IlOMI^壓強(qiáng)下壓制成希望得到的形狀，以3°C /min的升溫速度進(jìn)行熱處理。選取820°C核化aiour，升溫到930°C晶化3 hour的熱處理制度進(jìn)行熱處理， 自然退火得到微晶玻璃。實(shí)施例5:
按配料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)選取預(yù)處理后尾礦51. 0 %，Al2O3 10. 0 %，CaO 22. 0 %，Na2CO3 6. 0 %，Cr2033. 0 %，BaO 4. 0 %，ZnO 4. 0 %?；旌暇鶆蚝?，在1450°C的高溫下熔融，將熔漿在水中淬冷，收集淬冷后的小顆粒熔塊，烘干后，用球磨機(jī)粉碎至200目，加入2. 5 %的聚乙烯醇，進(jìn)行造粒。再用相應(yīng)模具在IOOMPa壓強(qiáng)下壓制成希望得到的形狀，以2V Mn的升溫速度進(jìn)行熱處理。選取820°C核化aiour，升溫到940°C晶化2 hour的熱處理制度進(jìn)行熱處理，自然退火得到微晶玻璃。實(shí)施例6
按配料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)選取預(yù)處理后尾礦68. 5 % ,Al2O3 5. 3 % , CaO 18. 2 %, Na2CO3 2. 5 Cr2O3I- 4 %，Ba0 2. 1 % , ZnO 2. 0 %?；旌暇鶆蚝?，在1450°C的高溫下熔融，將熔漿在水中淬冷，收集淬冷后的小顆粒熔塊，烘干后，用球磨機(jī)粉碎至200目，加入1 %的聚乙烯醇， 進(jìn)行造粒。再用相應(yīng)模具在40MPa壓強(qiáng)下壓制成希望得到的形狀，以3°C /min的升溫速度進(jìn)行熱處理。選取780°C核化aiour，升溫到880°C晶化3 hour的熱處理制度進(jìn)行熱處理， 自然退火得到微晶玻璃。本發(fā)明所制得的微晶玻璃的理化性能優(yōu)越，其理化性能指標(biāo)見(jiàn)表1 表權(quán)利要求
1. 一種利用藍(lán)晶石尾礦制造微晶玻璃的方法，其特征包括以下步驟 第一步藍(lán)晶石尾礦預(yù)處理及備料藍(lán)晶石尾礦需用常規(guī)方法除去其中的鐵、泥土和大石塊等雜質(zhì)，然后進(jìn)行干燥，球磨成粉，備用；藍(lán)晶石尾礦在預(yù)處理后的各成分按質(zhì)量百分比的范圍為=SiO2 70 75，Al2O3 6 14，Na2O 3 5，CaO 2 5，MgO 2 5，Ti02 1 2，其他雜質(zhì) 0 2 ；第二步備料按以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比準(zhǔn)備原料純堿2 6氧化鋁6 10氧化鋅2 4氧化鈣15 22氧化鋇2 4二氧化鈦/五氧化二磷/三氧化二鉻0 3取好比例后，按照百分比剩余比例加入預(yù)處理后尾礦；二氧化鈦、五氧化二磷或三氧化二鉻可以不加、亦可任選一個(gè)加入，也可以選其中兩個(gè)或三個(gè)混合加入，但總量必須在范圍 (Γ3內(nèi)；當(dāng)以上原料均取范圍內(nèi)最小值時(shí)預(yù)處理后尾礦利用率為73 %，均取范圍內(nèi)最大值時(shí)，預(yù)處理后尾礦利用率達(dá)到51 % ；將預(yù)處理后尾礦及其他配料在規(guī)定范圍內(nèi)按照配方準(zhǔn)確稱(chēng)量后，混合均勻，備用； 第三步熔制把混合均勻后的配料放入高溫電阻爐中在1200°C 1450°C進(jìn)行熔制，使其熔融成熔漿，將熔漿倒入冷水中進(jìn)行水淬，將制得的小顆粒熔塊烘干，備用； 第四步熱處理將第三步的小顆粒熔塊用球磨機(jī)粉碎至200目及以下，將球磨后的粉末按質(zhì)量百分比加入1 3 %的溶化稀釋后的聚乙烯醇，進(jìn)行造粒；用相應(yīng)模具在2(TlIOMI^a壓強(qiáng)下壓制成希望得到的形狀，以2 4°C/min的升溫速度進(jìn)行熱處理；熱處理制度為升溫到75(T820°C保溫1. 5^3hour進(jìn)行成核，繼續(xù)升溫至88(T950°C時(shí)保溫1. 5^3hour進(jìn)行晶化處理，自然退火冷卻后出爐即制得微晶玻璃。
全文摘要
一種利用藍(lán)晶石尾礦制造微晶玻璃的方法，屬于建筑材料合成技術(shù)領(lǐng)域。生產(chǎn)工藝為按質(zhì)量分?jǐn)?shù)，除藍(lán)晶石預(yù)處理后尾礦外，其他配料的組合有以下范圍Na2CO32～6，Al2O36～10，ZnO2～4，CaO15～22，BaO2～4，TiO2/P2O5/Cr2O30～3，以上原料在各自范圍內(nèi)任意取值，按照百分比剩余比例加入預(yù)處理后尾礦。混合均勻，熔制，水淬，研磨，加入1～3﹪聚乙烯醇(PVA)，在20~110MPa壓強(qiáng)下壓制成型后進(jìn)行熱處理。具體熱處理制度為升溫速度是2~4℃/min，升溫到750~820℃保溫1.5~3hour進(jìn)行成核，繼續(xù)升溫至880~950℃時(shí)保溫1.5~3hour進(jìn)行晶化。自然冷卻后制得微晶玻璃。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于成本及能耗低，尾礦利用率高,不僅為藍(lán)晶石尾礦的利用開(kāi)辟了新途徑，且減輕其對(duì)環(huán)境的污染，具有深遠(yuǎn)的環(huán)保意義。
文檔編號(hào)C03C6/10GK102173591SQ20111006312
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者原小濤, 葉亞平, 周偉華, 弓愛(ài)君, 曹艷秋, 柴成文, 邱麗娜 申請(qǐng)人:北京科技大學(xué)