利用尾礦制備結(jié)晶化建材的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及制備結(jié)晶化建材的方法，根據(jù)尾礦成份設(shè)計(jì)結(jié)晶化建材的晶體成份，所述晶體成份為硅灰石類、透灰石類、閃石類、橄欖石類、尖晶石類、長(zhǎng)石類、鋰輝石類、莫來(lái)石類晶相中的1種或2種以上的混合物。本發(fā)明制得了直接晶化法難以制得具有天然石材紋理、斑點(diǎn)效果的結(jié)晶化玻璃，解決了燒結(jié)晶化法工藝耗能高、制品氣孔率高的問(wèn)題。而且采用高達(dá)70-99%的尾礦可大幅度降低生產(chǎn)成本，達(dá)到變廢為寶的目的。本發(fā)明所制得的結(jié)晶化建材無(wú)論是美觀度還是性能指標(biāo)均優(yōu)于天然石材，且其成本僅為天然石材的1/3—1/2，銷售價(jià)格可與國(guó)內(nèi)進(jìn)口天然大理石相當(dāng)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
【專利說(shuō)明】利用尾礦制備結(jié)晶化建材的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及結(jié)晶化建材制備方法，尤其涉及利用尾礦制備具有天然石材紋理、斑點(diǎn)效果的結(jié)晶化建材的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]尾礦是選礦中分選作業(yè)的產(chǎn)物之一，其中有用目標(biāo)組分含量最低的部分稱為尾礦。在當(dāng)前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，已不宜再進(jìn)一步分選。但隨著生產(chǎn)、科學(xué)、技術(shù)的發(fā)展，有用目標(biāo)組分還可能有進(jìn)一步回收利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。尾礦并不是完全無(wú)用的廢料，往往含有可作其他用途的組分，可以綜合利用。實(shí)現(xiàn)無(wú)廢料排放，是礦產(chǎn)資源得到充分利用和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的需要。如利用為尾礦可制備微晶玻璃。
[0003]利用尾礦制備微晶玻璃代替石材，作為建筑墻體貼面材料和地磚，傳統(tǒng)上有兩種方法:第一種為直接晶化法，工藝過(guò)程為熔化一成形板材一熱處理結(jié)晶化。如CN103224328A公開了一種微晶玻璃及其制備方法，其制備原料包括:含釩鈦鐵尾礦10~90wt%、螢石尾礦5~50wt%、白云石I~50wt%、純堿O~20wt%,并米用下述方法制備:將原料按配比混合均勻熔融得到熔融玻璃液；將熔融玻璃液成型后降溫，進(jìn)行熱處理即得所述微晶玻璃。本發(fā)明所提供的微晶玻璃可廣泛用于制造高耐磨、耐酸堿侵蝕、耐沖擊產(chǎn)品，其性能遠(yuǎn)高于鑄石，不但解決了尾礦的污染問(wèn)題，還制得了高技術(shù)含量、高附加值的產(chǎn)品。而此種直接晶化方法很難得到具有天然石材紋理、斑點(diǎn)效果的結(jié)晶化玻璃。原因是沒(méi)有控制好晶核的加入量、析出量和晶化工藝。
[0004]第二種為燒結(jié)晶化法，工藝過(guò)程為熔化一粉碎一聚集顆粒燒結(jié)成整體，同時(shí)結(jié)晶化。CN101182120A公開了一種微晶玻璃的制造方法，屬于工業(yè)廢棄物的綜合利用。特點(diǎn)是將稀土尾礦粉:長(zhǎng)石:煤矸石按重量比例為100: 8.5~25: 9.5~17: 8~22分別裝入球磨罐中，通過(guò)篩分、配料、混料；造粒所得的粉體形狀為球形；成型:成型壓力:30~100MPA ;干燥后燒結(jié)和微晶化:使燒結(jié)材料充分析出所需的主晶相，微晶化熱處理完畢后，燒結(jié)坯體隨爐冷卻至室溫。燒結(jié)晶化法雖可以得到具有天然石材紋理、斑點(diǎn)效果的結(jié)晶化玻璃，但其工藝耗能高、制品具有氣孔等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供利用尾礦制備具有天然石材紋理、斑點(diǎn)效果的結(jié)晶化建材的方法。本發(fā)明制得了直接晶化法難以制得的具有天然石材紋理、斑點(diǎn)效果的結(jié)晶化玻璃。該方法具有工藝耗能低、制品無(wú)氣孔的特點(diǎn)，所制得的結(jié)晶化建材無(wú)論是美觀度還是性能指標(biāo)均優(yōu)于天然石材，且其成本僅為天然石材的1/3-1/2，銷售價(jià)格卻可與國(guó)內(nèi)進(jìn)口天然大理石相當(dāng)， 具有廣闊的市場(chǎng)前景。
[0006]為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種制備結(jié)晶化建材的方法，根據(jù)尾礦成份設(shè)計(jì)結(jié)晶化建材的晶體成份，盡量大幅度利用尾礦以降低原材料成本，所述晶體成份為硅灰石類、透灰石類、閃石類、橄欖石類、尖晶石類、長(zhǎng)石類、鋰輝石類、莫來(lái)石類晶相中的I種或2種以上的混合物。
[0008]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的制備結(jié)晶化建材的方法，所述晶體的晶簇大小為 0.1~1Omm,例如為 0.5mm、lmm、2.5mm、3mm、4mm、5.5mm、6mm、7.5mm>8.lmm>8.8mm>9.2mm>
9.8mm 等。
[0009]優(yōu)選地,所述晶體的晶簇大小為0.5_5mm。
[0010]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的制備結(jié)晶化建材的方法，所述晶簇呈球形。晶簇呈球形則最終結(jié)晶化建材拋光后可呈現(xiàn)斑點(diǎn)狀效果。
[0011]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的制備結(jié)晶化建材的方法，所述晶簇呈針狀或樹枝狀。晶簇呈針狀或樹枝狀，則最終結(jié)晶化建材拋光后可呈現(xiàn)不同的紋理。
[0012]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的制備結(jié)晶化建材的方法，原料配方中控制成核劑的引入量，確保玻璃液制成板材冷卻過(guò)程中不析出，只是在熱處理成核階段才在玻璃基體內(nèi)部少量成核。這樣可以保證晶體生長(zhǎng)階段形成數(shù)量相對(duì)少的結(jié)晶或晶簇。
[0013]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的制備結(jié)晶化建材的方法，成形后板材冷卻到玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下30°C -50°C，例如為32°C、35°C、38°C、41°C、43°C、46°C、49°C等，如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為 630°C，則冷卻至 5800C -600。。，保溫 10_20min，例如為 12min、14min、16min、18min、19min等,然后升溫至成核溫度，在此溫度下保溫20_60min,例如為22min、26min、29min、31min、34min、38min、40min、44min、47min、50min、54min、59min 等，使得臨界尺寸以上的晶核存在而且數(shù)量受控，避免了晶化階段過(guò)多的晶核使結(jié)晶細(xì)分散化，再以較快速度升溫至晶體快速長(zhǎng)大溫度，使玻璃在20-50min,例如為22min、26min、29min、31min、34min、38min、40min、44min、47min等，內(nèi)結(jié)晶成長(zhǎng)到所需晶簇大小,然后快速降到退火溫度,保溫20-40min,例如為22min、26·min、29min、31min、34min、38min等，然后快速降到室溫研磨拋光后即得到具有天然石材紋理或斑點(diǎn)效果的結(jié)晶化建材。
[0014]優(yōu)選地，所述成核溫度為轉(zhuǎn)變溫度以上的30°C -50°C，例如為31min、34min、38min、40min、44min、47min等；該溫度有別于傳統(tǒng)微晶玻璃的轉(zhuǎn)變溫度以上的50°C -80°C ；所述晶體快速長(zhǎng)大溫度為晶化溫度以上軟化溫度以下的這一溫度范圍的中間值，該溫度有別于傳統(tǒng)微晶玻璃的晶化溫度。該晶化工藝中的成核溫度和晶體快速長(zhǎng)大溫度均顯著不同于傳統(tǒng)使用的溫度，對(duì)本發(fā)明制得具有天然石材紋理或斑點(diǎn)效果的結(jié)晶化建材具有重要的作用。
[0015]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述的制備結(jié)晶化建材的方法，根據(jù)尾礦成份設(shè)計(jì)結(jié)晶化建材的晶體成份，所述晶體成份為硅灰石類、透灰石類、閃石類、橄欖石類、尖晶石類、長(zhǎng)石類、鋰輝石類、莫來(lái)石類晶相中的I種或2種以上的混合物；所述晶體的晶簇大小為
0.1-1Omm ;所述晶簇呈球形，或呈針狀或樹枝狀；原料配方中控制成核劑的引入量，確保玻璃液制成板材冷卻過(guò)程中不析出，只是在熱處理成核階段才在玻璃基體內(nèi)部少量成核；成形后板材冷卻到玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下30°C -50°C，保溫10-20min，然后升溫至成核溫度，為轉(zhuǎn)變溫度以上的30°C -50°C，在此溫度下保溫20-60min，使得臨界尺寸以上的晶核存在而且數(shù)量受控，避免了晶化階段過(guò)多的晶核使結(jié)晶細(xì)分散化，再以較快速度升溫至晶體快速長(zhǎng)大溫度，為晶化溫度以上軟化溫度以下的這一溫度范圍的中間值，使玻璃在20-50min內(nèi)結(jié)晶成長(zhǎng)到所需晶簇大小，然后快速降到退火溫度，保溫20-40min，然后快速降到室溫研磨拋光后即得到具有天然石材紋理或斑點(diǎn)效果的結(jié)晶化建材。[0016]本發(fā)明制得了直接晶化法難以制得具有天然石材紋理、斑點(diǎn)效果的結(jié)晶化玻璃，同時(shí)避免了燒結(jié)晶化法工藝耗能高、制品氣孔率高的問(wèn)題。而且采用高達(dá)70-99%的尾礦可大幅度降低生產(chǎn)成本，達(dá)到變廢為寶的目的。本發(fā)明所制得的結(jié)晶化建材無(wú)論是美觀度還是性能指標(biāo)均優(yōu)于天然石材，且其成本僅為天然石材的1/3 —1/2，銷售價(jià)格可與國(guó)內(nèi)進(jìn)口天然大理石相當(dāng)，具有廣闊的市場(chǎng)前景。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0018]實(shí)施例
[0019]假設(shè)本地有以下成份的鐵尾礦，見表1，則依據(jù)該成份本著盡量大幅度利用尾礦以降低原材料成本的目的，設(shè)計(jì)晶相為硅灰石，晶簇設(shè)計(jì)大小為2-5_，以F作為晶核劑，晶簇為球形，拋光后板材呈現(xiàn)為天然大理石的斑點(diǎn)形態(tài)。表2為設(shè)計(jì)的結(jié)晶化玻璃建材的成份。
[0020]表1
【權(quán)利要求】
1.一種制備結(jié)晶化建材的方法，其特征在于，根據(jù)尾礦成份設(shè)計(jì)結(jié)晶化建材的晶體成份，所述晶體成份為硅灰石類、透灰石類、閃石類、橄欖石類、尖晶石類、長(zhǎng)石類、鋰輝石類、莫來(lái)石類晶相中的I種或2種以上的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶體的晶簇大小為0.l-10mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述晶體的晶簇大小為0.5-5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述晶簇呈球形。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述晶簇呈針狀或樹枝狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，原料配方中控制成核劑的引入量，確保玻璃液制成板材冷卻過(guò)程中不析出，只是在熱處理成核階段才在玻璃基體內(nèi)部少量成核。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，成形后板材冷卻到玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下30°C -50°C，保溫10-20min，然后升溫至成核溫度，在此溫度下保溫20-60min，使得臨界尺寸以上的晶核存在而且數(shù)量受控，避免了晶化階段過(guò)多的晶核使結(jié)晶細(xì)分散化，再以較快速度升溫至晶體快速長(zhǎng)大溫度，使玻璃在20-50min內(nèi)結(jié)晶成長(zhǎng)到所需晶簇大小，然后快速降到退火溫度，保溫20-40min，然后快速降到室溫研磨拋光后即得到具有天然石材紋理或斑點(diǎn)效果的結(jié)晶化建材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述成核溫度為轉(zhuǎn)變溫度以上的300C -500C ;所述晶體快速長(zhǎng)大溫度為晶化溫度以上軟化溫度以下的這一溫度范圍的中間值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)尾礦成份設(shè)計(jì)結(jié)晶化建材的晶體成份，所述晶體成份為硅灰石類、透灰石類、閃石類、橄欖石類、尖晶石類、長(zhǎng)石類、鋰輝石類、莫來(lái)石類晶相中的I種或2種以上的混合物；所述晶體的晶簇大小為0.1-1Omm ;所述晶簇呈球形，或呈針狀或樹枝狀；原`料配方中控制成核劑的引入量，確保玻璃液制成板材冷卻過(guò)程中不析出，只是在熱處理成核階段才在玻璃基體內(nèi)部少量成核；成形后板材冷卻到玻璃轉(zhuǎn)變溫度以下30°C -50°C，保溫10-20min，然后升溫至成核溫度，為轉(zhuǎn)變溫度以上的300C -50°C，在此溫度下保溫20-60min，使得臨界尺寸以上的晶核存在而且數(shù)量受控，避免了晶化階段過(guò)多的晶核使結(jié)晶細(xì)分散化，再以較快速度升溫至晶體快速長(zhǎng)大溫度，為晶化溫度以上軟化溫度以下的這一溫度范圍的中間值，使玻璃在20-50min內(nèi)結(jié)晶成長(zhǎng)到所需晶簇大小，然后快速降到退火溫度，保溫20-40min，然后快速降到室溫研磨拋光后即得到具有天然石材紋理或斑點(diǎn)效果的結(jié)晶化建材。
【文檔編號(hào)】C03C10/12GK103864307SQ201410022265
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】侯雅軍, 王寧, 江鑫, 趙文娟, 秦誠(chéng) 申請(qǐng)人:承德華富玻璃技術(shù)工程有限公司