CN102515537A

CN102515537A - 利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺

Info

Publication number: CN102515537A
Application number: CN2011104385353A
Authority: CN
Inventors: 赵保华; 邹辞阳; 赵玉岭; 梁东成
Original assignee: ZIBO YUJING NEW MATERIALS TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: ZIBO YUJING NEW MATERIALS TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2011-12-25
Filing date: 2011-12-25
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺，配方包括青石灰石砂（粉）、石英砂（或粉）、工业氧化铝、工业纯碱、工业碳酸钡、着色剂、氧化剂及澄清剂，其主要生产工艺是将上述原料混拌均匀，放入熔化窑炉内经1420~1580℃熔化成玻璃液，再经水淬成0~6mm颗粒，装入模具后进入晶化窑内经850~1180℃晶化烧成，晶化保温时间10~100分钟，然后退火出窑，经脱模、研磨、抛光、切割、包装后即得微晶板成品，本发明具有产品原料来源广泛易得，成本低，晶化温度低，晶化时间短，生产效率高，产品合格率高，节省能源特点。

Description

利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺

技术领域：

本发明属于一种建筑建材行业，特别是利用大量的废弃的青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺。

背景技术：

1、我国青石灰石的现况、应用和用途

青石灰石荒料主要成分是碳酸钙（CaCO₃）、碳酸镁（MgCO₃）、氧化铁（Fe₂O₃）、氧化硅（SiO₂）、氧化铝（Al₂O₃）等，其中碳酸钙含量94~98.5%，氧化铁含量0.05%~2%，有的还含有一定量的氧化锰等，一般青石灰石开采后只用来生产普通硅酸盐水泥或者锻烧成白石灰。

自然界分布情况：在自然界中分布广且易于获取。我国是世界上石灰岩矿资源丰富的国家之一。全国已发现水泥石灰岩矿点七、八千处，其中已有探明储量的有1286处，共计保有矿石储量542亿吨，其中石灰岩储量504亿吨，占93%；保有储量广泛分布于除上海市以外29个省、直辖市、自治区，其中陕西省保有储量49亿吨，为全国之冠；其余依次为安徽省、广西自治区、四川(含重庆市)省，各保有储量34～30亿吨；山东、河北、河南、广东、辽宁、湖南、湖北7省各保有储量30～20亿吨；黑龙江、浙江、江苏、贵州、江西、云南、福建、山西、新疆、吉林、内蒙古、青海、甘肃13省各保有储量20～10亿吨；北京、宁夏、海南、西藏、天津5省各保有储量5～2亿吨。因为石灰石在中国面广量丰，面对这一资源，在开发应用时，取最短的工序，最可能简单的方法，以低成本、高质量，提高市场竞争能力。

我国青石灰石矿几种主要用途：(1) 最常见的是生产普通硅酸盐水泥。生产普通水泥，是水泥生产的命脉。但生产水泥明显属于高能耗低附加值产品，开发利用价值极为低下。 (2) 生产机械制造用的铸造型砂。(3) 生产脱硫吸收剂。(4) 石灰石经煅烧、碳化后可生产轻质碳酸钙产品。(5) 用于生产活性石灰、钝化石灰。但石灰石毕竟是不可再生资源，本发明为丰富的青石灰石荒料充分利用提升其产业价值提供了一条切实可行的方法。

2、微晶板材技术现状

微晶板材，又称玻璃陶瓷，具有优良的理化性能，其莫氏硬度为5.5～8，抗压强度为360～680MPa,抗折强度为30～70MPa，抗冲击强度为2.0～4.8Kg/cm²，光泽度为80～110光泽单位，膨胀系数为（10～80）×10^-7/⁰C ，吸水率<0.05%，具有良好的耐酸碱性能，因此被广泛用作建筑装饰材料、台面板材、管材、铸件、密封件等，经抛光后的板材产品表面具有美伦美幻、感观高雅的纹理和晶莹柔和的光泽，更受到建筑设计界和业主的青睐。正是因为具有这些色泽美观、外表华丽、耐磨损、不退色、耐腐蚀、安全、环保、卫生、自洁等特殊性能，使微晶板材成为二十一世纪天然石材和陶瓷面砖的最佳替代产品，成为国际流行的环保建筑装饰新材料，被广泛应用于中高档级宾馆、饭店、商场、写字楼、车站、机场、住宅等建筑物中，用于内、外墙、地面、台面的装饰装潢以及市场上其它众多的中高档建筑如宾馆、商场、邮局、电信局、医院、银行、电力、城市建设等公共场所。

在欧、美、俄、日国家，微晶板材的研究起步较早，微晶板材七十年代开始流行，目前只有少数工业比较先进的国家如美国、前苏联和日本能组织工业化生产，他们是用纯化学原料SiO₂,Al₂O₃,CaO等配制而成，其生产方法主要有两种，一种是压延法，先将微晶板材原料机压成型，然后再进行晶化；另一种是水淬法，先将微晶板材原料熔化成玻璃渣料，再机压成型或利用匣钵成型，最后进行晶化。在起始阶段，产品主要使用矿渣与其它玻璃原料混合熔化后，采用压延法工艺生产制成平板结晶化玻璃，再经抛磨后，使之具有漂亮花纹的板材，用于建筑装饰。

微晶板材采用清洁的生产技术，生产过程中不产生污染物，并可大量利用矿产碎荒料作为生产所需原料，变废为宝，节省自然资源，故早在1987年就被国际环保组织认定为“可持续发展的绿色建材”。二十多年来，微晶板材以其独特优越的美感、高档质感、理化性能指标以及“安全、健康、卫生”的环保性能已被世界各国的建筑行业所认同，并广泛应用于地铁、宾馆、酒楼、机场、商业大厦等各类高级场馆中。

发明内容：

本发明利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺，利用青石灰石荒料，经简单粗碎加工后，用来生产微晶板材的配方和相应的生产工艺，就是针对国内大量的青石灰石荒料作为主要原料，配以石英砂，添加部分辅助原料，可以不用或少用金属氧化物，生产微晶板材，而且颜色可以根据添加着色剂进行调整，大大降低生产成本，降低晶化温度，缩短晶化保温时间，提高劳动生产率，节省能源。

本发明利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺，利用资源丰富的青石灰石荒料，经简单粉碎后为主要原料，配以石英砂，生产微晶板材的配方和生产工艺，辅助原料主要有工业氧化铝、助熔剂工业纯碱、工业硼砂、工业氧化锌、着色剂、氧化剂、澄清剂等，这些辅助原料合理的搭配使用对于生产微晶板材十分有利，尤其是着色剂的选择和适量应用，可以生产出玉青色、绿色、蓝色、灰色、黄色、黑色等等除超白色以外其它颜色微晶板材。

本发明利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺，利用青石灰石荒料为主要原料生产微晶板材的配方和生产工艺包括下列步骤：

1．混合原料：将原料按下列粒度、重量百分比混合在一起，混拌均匀：

石英砂（粉）粒度 0.1～0.7mm 42～55%

青石灰石砂（粉）粒度0.1～2.2mm 20～33%

工业纯碱 3.5～10%

工业氧化铝 3.5～10%

工业硼砂 0～5.5%

工业碳酸钡 2.5～6.5%

工业氧化锌 0～6.5%

澄清剂 0～1%

氧化剂 0～2.5%

着色剂 0～10%

其中所说的着色剂包括Cr₂O₃、CoO、CuO、氧化镍、氧化亚镍、氧化铁、氧化锰、镉红、镉黄、硒粉等对微晶板材具有着色效果的原料；

2．高温熔化：将上述混合原料放入玻璃熔化炉内熔化成玻璃液，熔化温度 1420～1580℃；

3．水淬：使玻璃液流入水槽内，水淬成直径 0～6 mm 的颗粒料；

4．装模：将上述粒料装入模具内；

5．加热晶化：将上述布好粒料的模具放入晶化窑炉内加热晶化，晶化温度850～1180℃，晶化保温时间10～100分钟；

6．出窑：在晶化窑内退火，退火至温度150～250℃，时间3～10小时，出窑冷却；

7．脱模：出窑冷却，把模具内的半成品即微晶毛板取出，放置微晶毛板区域，待加工；

8．加工处理：对微晶毛板进行研磨、抛光、切割，包装为成品，待售。

本产品生产工艺采用水淬烧结晶化法，水淬烧结晶化法是将特定的配合原料熔化成玻璃液流出，经水淬压片后，成为特定范围细度的小颗粒，然后干燥铺放在特制耐火材料模具上，进入晶化窑炉，完成热处理受控晶化过程而成为微晶毛板，出窑冷却后，再进行磨抛处理，切割包装为成品。本生产工艺独到之处是应用了表面玻璃粒料预处理工艺和多阶段工序的受控晶化热处理工艺新技术，并使用国内外先进水准的热工界面柔性调整控制***技术，最大限度地缩小了在窑内燃烧过程中的各个阶段性温差，确保形成产品的最低可控制平整度指标，并使得产品表面晶纹和立体效果达到最佳状态，从而使产品各项综合性能指标得到大幅度提高。

附图说明：图1为本发明利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺流程图。由原料1、混合2、熔化3、水淬4、入模5、晶化处理6、出窑7、检验8、磨抛9、切割 10、检验11、包装12、成品13组成。

用本发明利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺，生产的微晶板材，结构主晶相为β—硅灰石，该种微晶板材的机械性能及理化指标为：

比重 2.6～2.75 耐酸率 >98%

莫式硬度 6.0～8.5 光泽度 >90光泽单位

抗拉强度 320～420mpa 吸水率 <0.05%

抗折强度 38～62 mpa 耐碱率 >96%

本发明利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺，利用资源丰富的青石灰石荒料，经简单粉碎后为主要原料，配以石英砂，生产优质微晶板材，大大降低原料成本，降低晶化温度和缩短晶化时间，可连续生产，从而提高生产效率，产量提高，节省能源，提高企业经济效益。

下面结合实施例做进一步描述：

实施例一

石英砂（粉） 46% 青石灰石砂 30% 工业氧化铝 5.5%

工业碳酸钡 3.5% 工业纯碱 5% 工业氧化锌 5%

工业硼砂 2.6% 氧化剂 2% 澄清剂 0.4%

将上述原料混合在一起混拌均匀，放入熔化炉内经1500℃温度熔化成玻璃液，再经水淬成6 mm以下的颗粒料，装入模具内，放入晶化窑内加热至 1150℃进行晶化，晶化保温时间60分钟，然后退火冷却，冷却至200℃，时间5小时，出窑后经脱模、研磨、抛光、切割得到青玉色微晶板材成品。

实施例二

石英砂（粉） 50% 青石灰石砂 26% 工业氧化铝 5.5%

工业碳酸钡 3.5% 工业纯碱 5% 工业氧化锌 5%

工业硼砂 2.6% 氧化剂 2% 澄清剂 0.4%

着色剂 1%

将上述原料混合在一起混拌均匀，放入熔化炉内经1520℃温度熔化成玻璃液，再经水淬成6 mm以下的颗粒料，装入模具内，放入晶化窑内加热至 1130℃进行晶化，晶化保温时间40分钟，然后退火冷却，冷却至200℃，时间5小时，出窑后经脱模、研磨、抛光、切割得到深青色微晶板材成品。

实施例三

石英砂（粉） 52% 青石灰石砂 27% 工业氧化铝 6%

工业碳酸钡 3% 工业纯碱 3% 工业氧化锌 4%

工业硼砂 2.6% 氧化剂 2% 澄清剂 0.4%

复合着色剂 0.5%

将上述原料混合在一起混拌均匀，放入熔化炉内经1580℃温度熔化成玻璃液，再经水淬成6 mm以下的颗粒料，装入模具内，放入晶化窑内加热至 1160℃进行晶化，晶化保温时间30分钟，然后退火冷却，冷却至200℃，时间5小时，出窑后经脱模、研磨、抛光、切割得到浅灰色微晶板材成品。

Claims

1.利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺，其特征在于包括下列步骤：

（1）拌料：将原料按下列粒度、重量百分比混合在一起，混拌均匀：

英砂（粉）粒度 0.1～0.7mm 42～55%

青石灰石砂（粉）粒度0.1～2.2mm 20～33%

工业纯碱 3.5～10%

工业氧化铝 3.5～10%

工业硼砂 0～5.5%

工业碳酸钡 2.5～6.5%

工业氧化锌 0～6.5%

澄清剂 0～1%

氧化剂 0～2.5%

着色剂 0～10%

（2）高温熔化：将上述混合原料放入玻璃熔化炉内熔化成玻璃液，熔化温度 1420～1580℃；

（3）水淬：使玻璃液流入水槽内，水淬成直径 0～6 mm 的颗粒料；

（4）装模：将上述粒料装入摆放好的模具内；

（5）加热晶化：将上述布好粒料的模具放入晶化窑炉内加热晶化，晶化温度850～1180℃，晶化保温时间10～100分钟；

（6）退火出窑：在晶化窑内退火，退火至温度150～250℃，时间3～10小时，出窑冷却；

（7）脱模：出窑冷却，把模具内的半成品即微晶毛板取出，放置微晶毛板区域，待加工；

（8）加工处理：对微晶毛板进行研磨、抛光、切割，包装为成品，待售。

2.根据权利要求1所述的利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺，利用青石灰石荒料为主

要原料生产微晶板材的配方和生产工艺，其特征在于青石灰石荒料要求如下：

青石灰石荒料的粒度在 0.1～2.2mm最为适宜；

青石灰石荒料其主要成分碳酸钙（CaCO₃）含量94~98.5%，氧化铁（Fe₂O₃ ）含量0.05%~2%。

3.根据权利要求1所述的利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺，其特征在于水淬烧结晶化法是将特定的配合原料熔化成玻璃液流出，经水淬压片后，成为特定范围细度的小颗粒，然后干燥铺放在特制耐火材料模具上，进入晶化窑炉，完成热处理受控晶化过程而成为微晶毛板，出窑冷却后，再进行磨抛处理，切割包装为成品；本生产工艺独到之处是应用了表面玻璃粒料预处理工艺和多阶段工序的受控晶化热处理工艺新技术，并使用国内外先进水准的热工界面柔性调整控制***技术，最大限度地缩小了在窑内燃烧过程中的各个阶段性温差，确保形成产品的最低可控制平整度指标，并使得产品表面晶纹和立体效果达到最佳状态，从而使产品各项综合性能指标得到大幅度提高。

4.根据权利要求1所述的利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺，其特征在于其生产工艺流程是由原料1、混合2、熔化3、水淬4、入模5、晶化处理6、出窑7、检验8、磨抛9、切割 10、检验11、包装12、成品13组成；利用青石灰石荒料生产微晶板材的配方和生产工艺，生产的微晶板材，结构主晶相为β—硅灰石，

该种微晶板材的机械性能及理化指标为：

比重 2.6～2.75 耐酸率 >98%

莫式硬度 6.0～8.5 光泽度 >90光泽单位

抗拉强度 320～420mpa 吸水率 <0.05%

抗折强度 38～62 mpa 耐碱率 >96%。