CN101696087A - 用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材，它是由以下各原料按质量份配比而成：金尾矿60～90份，石英砂8～20份，方解石0.5～2份，霞石1～2份，纯碱2～5份，硼砂1～2份，碳酸钡1～8份，硝酸钠2～6份，三氧化二钴0.1～0.5份，制造方法为：将金尾矿、石英砂、方解石和霞石破碎、筛选；用离子交换法去除金尾矿中的氰化物；将各原料按比例称量并配制成混合料；在1250℃～1350℃下溶化成玻璃液；溶化后的玻璃液直接流入水中水淬成玻璃颗粒料；玻璃颗粒料平铺在耐火模具中进行晶化处理；得到的黑色微晶玻璃样品研磨切割。本发明产品质量优于现有黑色微晶玻璃，具有莫式硬度高，弯曲强度强，化学稳定性强，颜色纯正的优点。

Description

用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种微晶玻璃以及这种微晶玻璃的制造方法。

背景技术

微晶玻璃是通过控制玻璃的结晶而得到的一种多晶材料。目前微晶玻璃已经形成了一种特别门类的材料，其品种繁多，性能各异，具有十分广泛的用途。微晶玻璃板材是微晶玻璃众多品种中的一种，它是一种新型高档建筑装饰材料，具有强度高、抗磨损、耐腐蚀、耐风化、不吸水、清洁维护方便、无放射性污染等理化特性以及色调均匀，光泽柔和晶莹，表面致密无暇等优异的外观特点。由于微晶玻璃板材各方面性能均优于天然石材，所以现在已经被广泛应用于建筑内外墙、地面及廊柱等高档装修工程中。

现有用黄金尾矿生产微晶玻璃的技术，如公开号为CN1117029A的发明专利申请，除黄金尾矿外还采用了多种工业原料(如：工业石灰石、工业氟化钙、工业氧化铁、工业无水芒硝)。这种玻璃原料中的黄金尾矿的利用率不高，工业原料添加量大，成本高，玻璃熔化温度高(1400℃-1500℃)，这势必增加燃料消耗，加剧玻璃液对窑炉耐火材料的侵蚀。此外，金尾矿中含有毒性较大的氰化物质，加工中会对环境产生较大危害。而现有技术中未能解决此类问题，从而影响了金尾矿的推广利用。

发明内容

本发明提供一种用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材及其制造方法，要解决现有的微晶玻璃原料添加大量化工原料使玻璃熔化温度高，生产能耗大，成本高的问题；以及配料中碱类化工原料添加过多，腐蚀熔炉耐火材料的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

这种用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材，它是由以下原料按质量份配比而成：

金尾矿60～90份，石英砂8～20份，方解石0.5～2份，霞石1～2份，纯碱2～5份，硼砂1～2份，碳酸钡1～8份，硝酸钠2～6份，三氧化二钴0.1～0.5份。

它是由以下各原料按质量份配比而成：

金尾矿75份，石英砂15份，方解石2份，霞石1份，纯碱4.5份，硼砂1.5份，碳酸钡2.5份，硝酸钠4份，三氧化二钴0.1份。

所述金尾矿的细度≥40目。

所述方解石的细度≥80目，氧化钙含量≥55.5％。

所述石英砂的细度为60～80目，氧化硅含量≥98％。

所述霞石的细度为60～80目，硅含量≥54％，氧化铝含量≥28％。

这种用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材的制造方法，步骤如下：

步骤一，将金尾矿、石英砂、方解石和霞石进行破碎、筛选；

步骤二，用离子交换法去除金尾矿中的氰化物；

步骤三，将各原料按比例称量并配制成混合料；

步骤四，将上述混合料在1250℃～1350℃下溶化成玻璃液，玻璃原料溶化所用的设备可为玻璃池窑、坩埚窑或箱式电炉；

步骤五，将溶化后的玻璃液直接流入水中水淬成为玻璃颗粒料；

步骤六，将玻璃颗粒料平铺在耐火模具中进行晶化处理，晶化温度为1020℃～1070℃，玻璃颗粒料晶化所用的设备可为隧道窑、梭式窑或箱式电炉；

步骤七，将得到的黑色微晶玻璃样品研磨切割。

本发明的有益效果如下：

1、金尾矿是一种矿山废弃物，它侵占耕地、污染环境甚至有可能造成尾矿库溃坝等危及生命财产安全的灾害性事故。将它作为工业原料加以利用可以减少其堆存量，减轻尾矿对环境的危害。

2、由于金尾矿除了运输费用以外其它成本基本为零。将其用在玻璃原料中可以代替部分石英砂、氧化铝、氧化镁、纯碱等常规原料，能够降低玻璃原料成本20％以上。

3、本发明用金尾矿代替了更多量的化工原料，二氧化硅、氧化铝这两种难熔组分中有一部分已经成为化合物，因此可以将玻璃的熔化温降低至1250～1350℃。同时还提高了玻璃的熔制速度，从而提高了熔窑效率，降低了能耗及生产成本，减少环境污染。

4、本发明所用的原料中完全不用氧化铝，从而减少了对耐火材料具有很强的侵蚀作用的纯碱等化工原料的用量。因此在玻璃成份及熔化温度不变的条件下，可以减轻玻璃液对熔炉耐火材料的侵蚀。

5、在使用金尾矿前，利用离子交换技术对金尾矿先行处理，可去除毒性较大的氰化物等物质。

6、由本发明生产出的黑色微晶玻璃板材莫式硬度高，弯曲强度强，化学稳定性强，颜色纯正，在晶化成型过程中板材最薄可达7MM，最厚可达35MM，产品质量优于现有黑色微晶玻璃产品。

本发明部分实施例的原料配方及检测结果如下：

检测1

检测2

检测3

本发明各原料的作用如下：

1、金尾矿：金尾矿中含有氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化钾、氧化钠等微晶玻璃所需要的成分，但其比例与微晶玻璃配方的要求有一定差距，所以还要用其他原料予以补足。

2、石英：引入石英的目的是使微晶玻璃具有适当的氧化硅含量，在微晶玻璃中氧化硅的含量应该为55-65％。如果氧化硅含量小于55％则产品的化学稳定性、机械强度、耐热冲击性能等将会下降，产品不能满足使用要求。如果氧化硅含量大于65％则玻璃液粘度很大，使得玻璃的熔化很困难。

3、霞石：能提高传质和传热速度，有助于水分及烧失的外排和热的扩散，有助于快速干燥和快速烧成。

4、纯碱：玻璃配方中使用纯碱是为了在玻璃中引入氧化钠。它的主要作用是降低玻璃液的粘度，使玻璃的熔化能够顺利的进行，但用量过多则会使产品变形，氧化钠的适宜引入量为4-7％。

5、硝酸钠：硝酸钠能提高玻璃的化学稳定性、降低熔化温度、减少产品的变形量，对微晶玻璃是一种有益成分，但硝酸钠价格较高，应尽量减少其用量。

6、碳酸钡：碳酸钡可以降低玻璃液的粘度，有利于玻璃的熔化，对玻璃性能的不利影响比起氧化钠来要小。

7、方解石、硼砂：可提高玻璃的化学稳定性，增强紫外线的透射率，提高玻璃的透明度及耐热性能。

8、三氧化二钴：是着色剂，可以使玻璃着成黑色。

本发明可采用任何产地、任何品质的金尾矿做为原料，生产黑色微晶玻璃板材。

具体实施方式

实施例1：

先将金尾矿、石英砂、方解石和霞石进行破碎、筛选。金尾矿的细度可为40目全过，方解石的细度为80目，氧化钙含量55.5％；石英砂的细度为60～80目，氧化硅含量98％；霞石的细度为60～80目；硅含量54％，氧化铝含量28％。纯碱为工业级纯碱，其余原料均符合国家行业质检标准。用离子交换法去除金尾矿中的氰化物，再通过称量、混合制成混合料，各原料配比的重量份为：金尾矿80份，霞石1份，方解石2份，石英砂15份，纯碱4.5份，碳酸钡1份，三氧化二钴0.1份、硝酸钠3份，硼砂1.5份。

将上述混合料放在莫来石质坩埚里，在温度为1350℃的箱式电炉中熔化3.5小时，熔化完成后将玻璃液倒入水中成为玻璃颗粒料。将700克玻璃颗粒料平铺在尺寸为120×120毫米的耐火模具中在箱式电炉中进行晶化，晶化温度为1020℃。由此即可得到120×120×18毫米的黑色微晶玻璃样品。

实施例2：

先将金尾矿、石英砂、方解石和霞石进行破碎、筛选。用离子交换法去除金尾矿中的氰化物，再通过称量，制成混合料，各原料配比的重量份为：金尾矿85份，霞石1份，方解石1份，石英砂10份，纯碱3份，碳酸钡1份，三氧化二钴0.1份、硝酸钠2份，硼砂1.5份。

将上述玻璃原料在温度为1350℃的玻璃池窑中熔化3.5小时，熔化完成后将玻璃液直接流入水中成为玻璃颗粒料。将15公斤玻璃颗粒料平铺在尺寸为6000×9000毫米的耐火模具中在以液化石油汽为燃料的梭式窑中进行晶化，晶化温度为1050℃。由此即可得到600×900×7毫米的黑色微晶玻璃产品。

实施例3：

先将金尾矿、石英砂、方解石和霞石进行破碎、筛选。用离子交换法去除金尾矿中的氰化物，再通过称量，制成混合料，各原料配比的重量份为：金尾矿90份，霞石1份，方解石0.5份，石英砂8份，纯碱2份，碳酸钡1份，三氧化二钴0.1份、硝酸钠2份，硼砂1份。

将上述玻璃原料在温度为1350℃的玻璃池窑中熔化3.5小时，熔化完成后使玻璃液直接流入水中成为玻璃颗粒料。将50公斤玻璃颗粒料平铺在尺寸为6000×9000毫米的耐火模具中在以液化石油汽为燃料的梭式窑中进行晶化，晶化温度为1050℃。由此即可得到600×900×35毫米的黑色微晶玻璃产品。

实施例4：

先将金尾矿、石英砂、方解石和霞石进行破碎、筛选。用离子交换法去除金尾矿中的氰化物，再通过称量、制成混合料，各原料配比的重量份为：金尾矿60份，霞石2份，方解石1.5份，石英砂20份，纯碱2份，碳酸钡3份，三氧化二钴0.1份，硝酸钠3份，硼砂2份。产品的制备方法参见上述实施例3。

Claims (9)

1.一种用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材，其特征在于它是由以下原料按质量份配比而成：

金尾矿60～90份，石英砂8～20份，方解石0.5～2份，霞石1～2份，纯碱2～5份，硼砂1～2份，碳酸钡1～8份，硝酸钠2～6份，三氧化二钴0.1～0.5份。

2.根据权利要求1所述的用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材，其特征在于它是由以下原料按质量份配比而成：

金尾矿75份，石英砂15份，方解石2份，霞石1份，纯碱4.5份，硼砂1.5份，碳酸钡2.5份，硝酸钠4份，三氧化二钴0.1份。

3.根据权利要求1或2所述的用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材，其特征在于：所述金尾矿的细度≥40目。

4.根据权利要求1或2所述的用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材，其特征在于：所述方解石的细度≥80目，氧化钙含量≥55.5％。

5.根据权利要求1或2所述的用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材，其特征在于：所述石英砂的细度为60～80目，氧化硅含量≥98％。

6.根据权利要求1或2所述的用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材，其特征在于：所述霞石的细度为60～80目，硅含量≥54％，氧化铝含量≥28％。

7.一种如权利要求1-6所述的用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材的制造方法，其特征在于步骤如下：

步骤一，将金尾矿、石英砂、方解石和霞石进行破碎、筛选；

步骤二，用离子交换法去除金尾矿中的氰化物；

步骤三，将各原料按比例称量混合，配制成混合料；

步骤四，将上述混合料在1250℃～1350℃下溶化成玻璃液；

步骤五，将溶化后的玻璃液直接流入水中水淬成为玻璃颗粒料；

步骤六，将玻璃颗粒料平铺在耐火模具中进行晶化处理，晶化温度为1020℃～1070℃；

步骤七，将得到的黑色微晶玻璃样品研磨切割。

8.根据权利要求7所述的用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材的制造方法，其特征在于：步骤四中，玻璃原料溶化所用的设备为玻璃池窑、坩埚窑或箱式电炉。

9.根据权利要求7所述的用金尾矿制造的黑色微晶玻璃板材的制造方法，其特征在于：步骤六中，玻璃颗粒料晶化所用的设备为隧道窑、梭式窑或箱式电炉。