CN102241502B - 基于煤矸石的人造玉及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工艺品生产领域,具体说是利用煤矸石生产人造玉。其特征在于本发明的原料为煤矸石、石英粉、氧化铝或氢氧化铝、氧化锌、纯碱、氧化镁、硼砂、硅酸钠、氧化钙或碳酸钙、二氧化钛、碳酸钾、滑石粉、二氧化锰、氧化铜、三氧化二铁中的全部或部分,制备步骤为:(1)称量;(2)破碎、研磨;(3)混合、搅拌;(4)熔炼;(5)雕琢、打磨、抛光。根据本发明制备的人造玉质地细腻坚韧、光泽温润柔和,而且具有良好的力学性能,可用于首饰、工艺品等领域,具有广阔的应用前景。本发明以煤矸石为生产原料生产具有高附加值的产品,实现了对煤矸石的高附加值利用,为工业固体废弃物的综合利用开辟了一条新途径。
Description
技术领域
本发明属于工艺品生产领域,具体说是利用煤炭生产过程中产生的工业固体废弃物——煤矸石生产的人造玉及其制造方法。
背景技术
煤矸石是煤炭生产过程中产生的工业固体废弃物,是我国排放量最多的工业固体废弃物之一,目前已累计堆积30亿吨以上,而且每年仍在以1-2亿吨的速度增长。企业一般采用露天堆放的方式处理煤矸石,这一方面占用了大量土地,另一方面,煤矸石中的有害物质会污染地下水和周围的空气,因而对生态环境产生严重的危害。
多年来,人们采用了多种技术对煤矸石进行综合利用,如从中提取有益的化学组分、以煤矸石为原料生产建材等,但这些技术均在一定程度上存在缺陷,如提取有益组分后仍然会产生工业固体废弃物,而且在提取有益组分时,一般需要加入一定量的反应物,这样在很多情况下产生的废弃物的量比煤矸石还要多;在建材中的应用方面也存在质量不稳定、能耗高等问题。
基于上述原因,目前市场上迫切需求对煤矸石综合利用的新技术、新工艺。本专利的发明人从2009年4月起即从事人造玉的研制工作,已开发出人造羊脂玉、墨玉、碧玉、红玉等多种产品,性能优良,在首饰和工艺品领域具有广阔的应用前景。
发明内容:
本发明的目的是克服传统技术存在的缺陷,以煤矸石为原料生产具有高附加值的产品——人造玉,从而为煤矸石的综合利用开辟一条新的途径。本发明的特征是以煤矸石为主要原料,同时加入一定量的添加剂,经过称量、粉碎、研磨、混料、搅拌、熔炼等工艺制备人造玉。
本发明的制备方法为:
1.人造玉的生产原料及配比:
煤矸石: 5-85%
石英粉: 25-85%
氧化铝或氢氧化铝: 5-15%
氧化锌: 5-15%
纯碱: 5-25%
氧化镁: 5-15%
硼砂: 10-30%
硅酸钠: 10-30%
氧化钙或碳酸钙: 5-15%
二氧化钛: 1-5%
碳酸钾: 5-15%
滑石粉: 0-10%
二氧化锰: 0.2-15%
氧化铜: 0.2-15%
三氧化二铁: 0.2-15%
上述原料可以同时使用也可以部分使用,根据对产品的性能要求和生产成本决定。
2.人造玉的制备工艺为:
(1)按要求称量各种原料;
(2)将块状原料破碎、研磨;
(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌,使原料成分均匀;
(4)将混合均匀的原料倒入坩埚,放入冶炼炉中进行熔炼。特征为:将原料放入坩埚中,在室温下装入冶炼炉,随炉升温;最高加热温度为800-1650℃,保温3小时;随炉冷却,在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同,冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉,也可以使用其它类型的加热炉。
(5)产品冷却至室温后,从炉中取出;
(6)从坩埚中取出人造玉,然后根据具体的产品的不同进行雕琢、打磨、抛光等工艺,最终得到成品。
本发明的有益效果:
根据本发明制备的人造玉质地细腻坚韧、光泽温润柔和,而且具有良好的力学性能,如较高的硬度、韧性及耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性、耐候性等,可用于首饰、工艺品等领域,具有广阔的应用前景。
本发明以煤矸石为生产原料生产具有高附加值的产品,实现了对煤矸石的高附加值利用,为工业固体废弃物的综合利用开辟了一条新途径。
本发明的原料来源广泛,使用的添加剂为市场上常见的化工产品,价格低廉。
在制备工艺方面,本发明的制备工艺简单,对设备的要求比较低,对操作人员的技能也没有特殊要求,普通工人都可以操作。
综上所述,本发明具有较高的实用性和推广应用价值。
附图说明:
图1是人造玉的制备工艺流程图。
具体实施方式:
实施例1:按图1所示,生产原料及配比为:
煤矸石: 5-85%
石英粉: 25-85%
氧化铝或氢氧化铝: 5-15%
氧化锌: 5-15%
纯碱: 5-25%
氧化镁: 5-15%
硼砂: 10-30%
硅酸钠: 10-30%
氧化钙或碳酸钙: 5-15%
二氧化钛: 1-5%
碳酸钾: 5-15%
滑石粉: 0-10%
二氧化锰: 0.2-8%
制备步骤及工艺参数为:
(1)按要求称量各种原料;
(2)将块状原料破碎、研磨;
(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌,使原料成分均匀;
(4)将混合均匀的原料倒入坩埚,放入冶炼炉中进行熔炼。特征为:将原料放入坩埚中,在室温下装入冶炼炉,随炉升温;最高加热温度为1080℃,保温3小时;随炉冷却,在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同,冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉,也可以使用其它类型的加热炉。
(5)产品冷却至室温后,从炉中取出;
(6)从坩埚中取出人造玉,进行雕琢、打磨、抛光等工艺,最终得到成品。
实施例2:按图1所示,生产原料及配比为:
煤矸石: 5-85%
石英粉: 25-85%
氧化锌: 5-15%
纯碱: 5-25%
氧化镁: 5-15%
硼砂: 10-30%
硅酸钠: 10-30%
氧化钙或碳酸钙: 5-15%
二氧化钛: 1-5%
碳酸钾: 5-15%
滑石粉: 0-10%
氧化铜: 0.2-8%
制备步骤及工艺参数为:
(1)按要求称量各种原料;
(2)将块状原料破碎、研磨;
(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌,使原料成分均匀;
(4)将混合均匀的原料倒入坩埚,放入冶炼炉中进行熔炼。特征为:将原料放入坩埚中,在室温下装入冶炼炉,随炉升温;最高加热温度为1150℃,保温3小时;随炉冷却,在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同,冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉,也可以使用其它类型的加热炉。
(5)产品冷却至室温后,从炉中取出;
(6)从坩埚中取出人造玉,进行雕琢、打磨、抛光等工艺,最终得到成品。
实施例3:按图1所示,生产原料及配比为:
煤矸石: 5-85%
石英粉: 25-85%
氧化铝或氢氧化铝: 5-15%
氧化锌: 5-15%
纯碱: 5-25%
氧化镁: 5-15%
氧化钙或碳酸钙: 5-15%
二氧化钛: 1-5%
碳酸钾: 5-15%
滑石粉: 0-10%
三氧化二铁: 0.2-8%
二氧化锰: 0.2-8%
制备步骤及工艺参数为:
(1)按要求称量各种原料;
(2)将块状原料破碎、研磨;
(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌,使原料成分均匀;
(4)将混合均匀的原料倒入坩埚,放入冶炼炉中进行熔炼。特征为:将原料放入坩埚中,在室温下装入冶炼炉,随炉升温;最高加热温度为1250℃,保温3小时;随炉冷却,在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同,冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉,也可以使用其它类型的加热炉。
(5)产品冷却至室温后,从炉中取出;
(6)从坩埚中取出人造玉,进行雕琢、打磨、抛光等工艺,最终得到成品。
实施例4:按图1所示,生产原料及配比为:
煤矸石: 5-85%
石英粉: 25-85%
氧化铝或氢氧化铝: 5-15%
氧化锌: 5-15%
纯碱: 5-25%
硼砂: 10-30%
硅酸钠: 10-30%
氧化钙或碳酸钙: 5-15%
氧化铜: 0.2-8%
二氧化锰: 0.2-8%
制备步骤及工艺参数为:
(1)按要求称量各种原料;
(2)将块状原料破碎、研磨;
(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌,使原料成分均匀;
(4)将混合均匀的原料倒入坩埚,放入冶炼炉中进行熔炼。特征为:将原料放入坩埚中,在室温下装入冶炼炉,随炉升温;最高加热温度为1380℃,保温3小时;随炉冷却,在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同,冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉,也可以使用其它类型的加热炉。
(5)产品冷却至室温后,从炉中取出;
(6)从坩埚中取出人造玉,进行雕琢、打磨、抛光等工艺,最终得到成品。
Claims (2)
1.一种人造玉,其特征在于,其原料为煤矸石、石英粉、氧化铝或氢氧化铝、氧化锌、纯碱、氧化镁、硼砂、硅酸钠、氧化钙或碳酸钙、二氧化钛、碳酸钾、滑石粉、二氧化锰、氧化铜、三氧化二铁,其重量化学组成为:煤矸石:5-85%,石英粉:25-85%,氧化铝或氢氧化铝:5-15%,氧化锌:5-15%,纯碱:5-25%,氧化镁:5-15%,硼砂:10-30%,硅酸钠:10-30%,氧化钙或碳酸钙:5-15%,二氧化钛:1-5%,碳酸钾:5-15%,滑石粉:0-10%,二氧化锰:0.2-15%,氧化铜:0.2-15%,三氧化二铁:0.2-15%,各组分含量之和为100%。
2.一种制备权利要求1所述的人造玉的方法,其特征在于它由下述步骤实现:
(1)按要求称量各种原料;
(2)将块状原料破碎、研磨;
(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌,使原料成分均匀;
(4)将混合均匀的原料倒入坩埚,放入冶炼炉中进行熔炼,特征为:将原料放入坩埚中,在室温下装入冶炼炉,随炉升温;最高加热温度为1650℃,保温3小时;随炉冷却,在冷却过程中炉门始终关闭;
(5)产品冷却至室温后,从炉中取出;
(6)从坩埚中取出人造玉,然后根据具体的产品的不同进行雕琢、打磨、抛光工艺,最终得到成品。
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