CN105060717A - 一种以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃及其制备方法，包括有以下步骤：1)取如下组分：钼尾矿，石英砂，氧化铝，石灰石，纯碱，氧化锌，碳酸钡，硼酸，三氧化二锑，氧化铈，硝酸钠；2)将所得的玻璃配合料熔化成玻璃液；3)使所得玻璃液流入压球机中，制得形状规则，粒径均匀的玻璃球颗粒；4)将玻璃颗粒进行微晶化，切割，抛光，即得。本发明和现有技术与产品相比较，本发明具有以下优点：1.工艺简易、成熟，提高产品成品率合格率。2.提高配比中尾矿用量，降低生产成本，提高了产品新能和价值，扩大其用途范围，增加了效益。3.发展了微晶玻璃生产工艺与技术，增加了尾矿微晶玻璃新产品。

Description

一种以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃及其制备方法
技术领域
本发明提出了一种以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃及其制备方法，内容涉及废弃物资源化利用等领域。
技术背景
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。其具有强度高、抗磨损、耐腐蚀、耐风化、不吸水、清洁维护方便、无放射性污染等优良的理化特性；同时其色调均匀，光泽柔和晶莹，表面致密无暇等有益的外观特点。由于微晶玻璃各方面性能均优于天然石材，所以现在已被广泛应用于各类建筑装饰材料专修工程中。
目前生产微晶玻璃的原材料除石英砂、石灰石外基本都是化工原料，导致微晶玻璃生产成本较高。钼尾矿是在开采、分选矿石之后排放的，且暂时不能被利用的固体或粉状废料，包括钼矿山尾矿和选厂尾矿，其中矿山尾矿包括已经开采出的伴生围岩和中途剔除的低品位矿石；选厂尾矿包括采用一定工艺，机械洗选矿石之后排放的矿物废料(尾矿)，这些尾矿用管道输送至尾矿库存放。为此，我国钼尾矿绝大多数长期积存在尾矿库、河沟及原野等而没有被有效利用。其占用大量土地、污染环境、构成潜在地质灾害。
矿山尾矿等废弃物是重金属和其他有害元素的重要载体，对地表土壤和地下水的质量有很大影响，不容忽视。为此，随着钼矿开采不断推进，钼尾矿对环境和社会的影响也在加剧，再加上尾矿库的坍塌事故多发，对人民生活、国民生产和经济发展造成了很大的影响。合理充分利用钼尾矿是钼矿开采企业亟待解决的社会难题。
近年来，随着我国钼产量的增加，我国的钼深加工能力也具有一定的规模，并建立了一批设备先进、技术力量雄厚的钼制品、钼合金、钼化工的科研、生产厂家。但是钼矿经精选后所产生的尾矿粉的大量排出，给社会发展和环境保护带来了巨大的压力。我国钼尾矿中的化学成分主要包括：二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁和氧化钾等，这些氧化物的总量占整个钼尾矿氧化物成分的95wt％以上，以上成分大多数为制备建筑装饰微晶玻璃的时可以利用的氧化物。
对于尾矿的开发利用，以前主要集中用于生产水泥及硅酸盐制品、玻璃、陶瓷的掺料，用量少，且品质要求高，对于废弃尾矿和废弃物年排放量高达10亿吨这个庞大数字而言，其开发利用率非常低，不足以消除钼矿企业对环境造成的严重影响。利用钼尾矿制备出高质量、高附加值的建筑材料或建筑装饰材料，不仅可以将钼尾矿变废为宝、增加企业的经济效益，还可以提高钼尾矿的使用，减轻环境压力，实现环境友好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提出一种以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃及其制备方法，可实现对钼尾矿的综合利用。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃，按质量份计，其原料包括如下组分：钼尾矿35-48份，石英砂18-22份，氧化铝2-3份，石灰石15-19份，纯碱5-7份，氧化锌1-3份，碳酸钡6-7份，硼酸1-3份，三氧化二锑0-1份，氧化铈0.1-0.5份，硝酸钠0.1-0.2份。
所述的以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：
1)以质量份计，取如下组分：钼尾矿35-48份，石英砂18-22份，氧化铝2-3份，石灰石15-19份，纯碱5-7份，氧化锌1-3份，碳酸钡6-7份，硼酸1-3份，三氧化二锑0-1份，氧化铈0.1-0.5份，硝酸钠0.1-0.2份；
2)将所得的玻璃配合料熔化成玻璃液，熔化条件为：熔化温度1500-1550℃，保温8-12小时；
3)使所得玻璃液流入压球机中，制得形状规则，粒径均匀的玻璃球颗粒；
4)将玻璃颗粒进行微晶化，其升温制度为：从室温至800℃温度段，升温速率为4-6℃/分钟，800℃至最终设定的晶化温度点，升温速率为1-3℃/分钟，晶化温度为1130-1180℃，保温1-3小时，然后以2-5℃/分钟的降温速率冷却至100℃以下，切割，抛光，即得。
按上述方案，步骤3)所述的玻璃球颗粒的粒径范围为：2-4mm。
按上述方案，还包括将步骤3)中制得的玻璃球颗粒平铺在耐火材料模具中进行表面处理，利用陶瓷浆釉料喷涂机，将配好的陶瓷色料均匀地喷涂到玻璃球的表面。
本实施例所制备的微晶玻璃具有板面尺寸大，色泽纯正，光泽度高，密度和强度大的特点，密度为2.78-2.9g/cm3，抗折强度高达80-120MPa。
本发明和现有技术与产品相比较，本发明具有以下优点：
1.工艺简易、成熟，提高产品成品率合格率。
2.提高配比中尾矿用量，降低生产成本，提高了产品新能和价值，扩大其用途范围，增加了效益。
3.发展了微晶玻璃生产工艺与技术，增加了尾矿微晶玻璃新产品。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
利用XAxiosadvancedX射线荧光光谱仪对本实施方案中钼尾矿的化学成分进行分析，氧化物成分主要包括：
氧化物成分 含量(wt％)
SiO2 71.69
Al2O3 10.42
Fe2O3 4.38
CaO 2.40
MgO 3.06
K2O 4.84
Na2O 0.40
TiO2 0.83
SO3 1.33
P2O5 0.38
MnO 0.26
合计 100
以上成分全部可以为制备钼尾矿建筑装饰微晶玻璃时所利用。
实施例1
上述以钼尾矿为主原料的微晶玻璃的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)玻璃配方：一种以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃，按质量份计，其原料包括如下组分：钼尾矿35份，石英砂22份，氧化铝3份，石灰石19份，纯碱7份，氧化锌3份，碳酸钡7份，硼酸3份，三氧化二锑0.8份，氧化铈0.1份，硝酸钠0.1份；
(2)玻璃配合料的制备：按(1)中重量份数称取各原料，称量好后放入混合机中，混合5分钟，即可制得混合均与的玻璃配合料；
(3)玻璃熔化：用玻璃熔化炉将步骤(1)中所得的玻璃配合料熔化成玻璃液，熔化条件为：熔化温度1500℃，保温8小时；
(4)玻璃球制备：将高温熔化的玻璃液引入导流槽，微冷后导入到玻璃球制球机中。制得形状规则，粒径均匀的玻璃球颗粒。玻璃球的粒径范围为：2-4mm；
(5)玻璃球铺料：将步骤(4)中制得的玻璃球平铺在耐火材料模具中；按照不同花纹要求，玻璃球直径分为分别为2mm，3mm，4mm。此后对铺好的玻璃球表面进行处理，利用陶瓷浆釉料喷涂机，将配好的陶瓷色料均匀地喷涂到玻璃球的表面。经过烧结晶化后可以形成表面着色的，颗粒花纹明显的微晶玻璃板；
(6)玻璃颗粒的晶化与退火：在玻璃球的微晶化过程中，加热方式为使用电加热炉，升温阶段需要保证的制度为：从室温至800℃温度段，升温速率为4℃/分钟，800至1130℃，升温速率为1℃/分钟,用高温电炉进行晶化热处理，晶化温度为1130℃，保温3小时，然后以2℃/分钟的降温速率冷却至100℃以下；
(7)微晶玻璃板的研磨抛光：对制得的微晶玻璃产品进行研磨切割、抛光后成为成品。
本实施例所制备的微晶玻璃具有板面尺寸大，色泽纯正，光泽度高，密度和强度大的特点，密度为2.8g/cm3，抗折强度高达120MPa。
实施例2
上述以钼尾矿为主原料的微晶玻璃的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)玻璃配方：一种以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃，按质量份计，其原料包括如下组分：钼尾矿42份，石英砂20份，氧化铝2.5份，石灰石17份，纯碱6份，氧化锌2份，碳酸钡6.5份，硼酸3份，三氧化二锑0.5份，氧化铈0.3份，硝酸钠0.2份；
(2)玻璃配合料的制备：按(1)中重量份数称取各原料，称量好后放入混合机中，混合10分钟，即可制得混合均与的玻璃配合料；
(3)玻璃熔化：用玻璃熔化炉将步骤(1)中所得的玻璃配合料熔化成玻璃液，熔化条件为：熔化温度1530℃，保温10小时；
(4)玻璃球制备：将高温熔化的玻璃液引入导流槽，微冷后导入到玻璃球制球机中。制得形状规则，粒径均匀的玻璃球颗粒。玻璃球的粒径范围为：2-4mm；
(5)玻璃球铺料：将步骤(4)中制得的玻璃球平铺在耐火材料模具中；按照不同花纹要求，玻璃球直径分为分别为2mm，3mm，4mm。此后对铺好的玻璃球表面进行处理，利用陶瓷浆釉料喷涂机，将配好的陶瓷色料均匀地喷涂到玻璃球的表面。经过烧结晶化后可以形成表面着色的，颗粒花纹明显的微晶玻璃板；
(6)玻璃颗粒的晶化与退火：在玻璃颗粒的微晶化过程中，加热方式为使用天然气加热炉，升温阶段需要保证的制度为：从室温至800℃温度段，升温速率为5℃/分钟，800至1150℃，升温速率为1-3℃/分钟,用高温电炉进行晶化热处理，晶化温度为1150℃，保温2小时，然后以3.5℃/分钟的降温速率冷却至100℃以下；
(7)微晶玻璃板的研磨抛光：对制得的微晶玻璃产品进行研磨切割、抛光后成为成品。
本实施例所制备的微晶玻璃具有板面尺寸大，色泽纯正，光泽度高，密度和强度大的特点，密度为2.9g/cm3，抗折强度高达100MPa。
实施例3
上述以钼尾矿为主原料的微晶玻璃的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)玻璃配方：一种以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃，按质量份计，其原料包括如下组分：钼尾矿48份，石英砂18份，氧化铝2份，石灰石15份，纯碱5份，氧化锌3份，碳酸钡6份，硼酸2份，三氧化二锑0.3份，氧化铈0.5份，硝酸钠0.2份；
(2)玻璃配合料的制备：按(1)中重量份数称取各原料，称量好后放入混合机中，混合20分钟，即可制得混合均与的玻璃配合料；
(3)玻璃熔化：用玻璃熔化炉将步骤(1)中所得的玻璃配合料熔化成玻璃液，熔化条件为：熔化温度1550℃，保温12小时；
(4)玻璃球制备：将高温熔化的玻璃液引入导流槽，微冷后导入到玻璃球制球机中。制得形状规则，粒径均匀的玻璃球颗粒。玻璃球的粒径范围为：2-4mm；
(5)玻璃球铺料：将步骤(4)中制得的玻璃球平铺在耐火材料模具中；按照不同花纹要求，玻璃球直径分为分别为2mm，3mm，4mm。此后对铺好的玻璃球表面进行处理，利用陶瓷浆釉料喷涂机，将配好的陶瓷色料均匀地喷涂到玻璃球的表面。经过烧结晶化后可以形成表面着色的，颗粒花纹明显的微晶玻璃板；
(6)玻璃颗粒的晶化与退火：在玻璃颗粒的微晶化过程中，加热方式为使用电加热炉，升温阶段需要保证的制度为：从室温至800℃温度段，升温速率为4-6℃/分钟，800至1180℃，升温速率为3℃/分钟,用高温电炉进行晶化热处理，晶化温度为1180℃，保温1小时，然后以2-5℃/分钟的降温速率冷却至100℃以下；
(7)微晶玻璃板的研磨抛光：对制得的微晶玻璃产品进行研磨切割、抛光后成为成品。
本实施例所制备的微晶玻璃具有板面尺寸大，色泽纯正，光泽度高，密度和强度大的特点，密度为2.78g/cm3，抗折强度高达80MPa。

Claims (4)

1.一种以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃，按质量份计，其原料包括如下组分：钼尾矿35-48份，石英砂18-22份，氧化铝2-3份，石灰石15-19份，纯碱5-7份，氧化锌1-3份，碳酸钡6-7份，硼酸1-3份，三氧化二锑0-1份，氧化铈0.1-0.5份，硝酸钠0.1-0.2份。
2.权利要求1所述的以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：
1)以质量份计，取如下组分：钼尾矿35-48份，石英砂18-22份，氧化铝2-3份，石灰石15-19份，纯碱5-7份，氧化锌1-3份，碳酸钡6-7份，硼酸1-3份，三氧化二锑0-1份，氧化铈0.1-0.5份，硝酸钠0.1-0.2份；
2)将所得的玻璃配合料熔化成玻璃液，熔化条件为：熔化温度1500-1550℃，保温8-12小时；
3)使所得玻璃液流入压球机中，制得形状规则，粒径均匀的玻璃球颗粒；
4)将玻璃颗粒进行微晶化，其升温制度为：从室温至800℃温度段，升温速率为4-6℃/分钟，800℃至最终设定的晶化温度点，升温速率为1-3℃/分钟，晶化温度为1130-1180℃，保温1-3小时，然后以2-5℃/分钟的降温速率冷却至100℃以下，切割，抛光，即得。
3.根据权利要求2所述的以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃的制备方法，其特征在于步骤3)所述的玻璃球颗粒的粒径范围为：2-4mm。
4.根据权利要求2所述的以钼尾矿为主原料的建筑装饰微晶玻璃的制备方法，其特征还在于包括将步骤3)中制得的玻璃球颗粒平铺在耐火材料模具中进行表面处理，利用陶瓷浆釉料喷涂机，将配好的陶瓷色料均匀地喷涂到玻璃球的表面。
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