CN107056065A - 一种微晶玻璃及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微晶玻璃及其制备方法。一种微晶玻璃，是由以下重量份的各组分为原料制备的：铁尾矿100、煤矸石20‑30、石英砂20‑30、锂长石10‑20、纯碱 8‑12、氧化锌4‑8、碳酸钡4‑8、氧化铈2‑4、氧化钴2‑3、氧化锰1‑2、三氧化二铝 4‑6、氧化钴0.5‑1.5、氧化铬1‑2、硫酸钙1‑2。本发明将铁尾矿和煤矸石作为一种微晶玻璃原料加以利用，变废为宝，不仅能减少污染、保护环境，而且能提高产品理化性能；减轻了玻璃液对玻璃熔炉耐火材料的侵蚀，延长了设备的使用年限。

Description

一种微晶玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属于玻璃领域，具体涉及一种微晶玻璃，本发明还涉及该微晶玻璃的制备方法。
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。微晶玻璃作为一种新型材料，其应用范围也越来越广。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、无放射性危害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。目前产品市场只有白色、灰色和米黄色，颜色单调。
目前生产微晶玻璃板材所使用的原料除了石英砂以外基本上都是工业用化工原料，存在的缺点是：原料成本高；玻璃连续熔化温度高，燃料消耗量大，加剧了玻璃液对窑炉耐火材料的侵蚀；同时由于化工原料较多，也加重了玻璃液对熔炉耐火材料的侵蚀。
铁尾矿是一种铁矿选矿厂排放的矿业废弃物，不仅占用土地，而且污染水和大气,破坏生态环境，甚至有可能引发造成危及生命和财产的灾害性事故。目前我国对铁尾矿仍然缺乏积极有效的综合利用开发。本发明利用铁尾矿，变废为宝，研发了一种微晶玻璃。
发明内容
本发明是的目的是提供一种微晶玻璃及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种微晶玻璃，是由以下重量份的各组分为原料制备的：
铁尾矿100 煤矸石20-30 石英砂20-30
锂长石10-20 纯碱 8-12 氧化锌4-8
碳酸钡4-8 氧化铈2-4 氧化钴2-3
氧化锰1-2 三氧化二铝 4-6 氧化钴0.5-1.5
氧化铬1-2 硫酸钙1-2。
所述微晶玻璃的制备方法，包括下述步骤：
（1）将铁尾矿干燥、筛分、混合均匀，得到含水量为2-3%，粒度为30-90目的粉状铁尾矿；
（2）将煤矸石干燥、筛分、混合均匀，得到含水量为1.5-3.5%，粒度为50-120目的粉状煤矸石；
（3）将粉状的铁尾矿和煤矸石与其他组分按照所述比例混合；
（4）将上述所得混合物置在温度1400～1450℃下熔化1～3小时，得到玻璃液；
（5）将玻璃液流入水中，水淬成为玻璃颗粒料；
（6）将玻璃颗粒料放入模具中进行核化和晶化成型，在650℃核化0.8～1小时，然后以5.5 ℃/min的速度升温到1070℃，在高压条件下晶化成型，即得微晶玻璃。
铁尾矿的基本组份都是SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Fe2O3，煤矸石化学成分主要是SiO2、Al2O3、MgO、K2O、Fe2O3、TiO2 等，利用铁尾矿和煤矸石制得的微晶玻璃在抗压能力，抗弯能力上，效果更佳。
所述石英砂可以是脉石英、石英岩、或蛋白石，或者它们以任意比例的混合物。
铁尾矿和煤矸石所含氧化铁，可以代替现有制备玻璃时使用的氧化铁原料，铁尾矿所含的其他组分可以部分代替石英砂、锂长石、纯碱等原料，降低制作成本，变废为宝；纯碱在熔化过程中提供氧化钠，氧化钠的主要作用是降低玻璃液的粘度和加快熔化，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影响平整度；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小于氧化钠；铁尾矿中含有较高量的氧化铁，在650℃核化，1070℃晶化成型，即得微晶玻璃，然后在原料中适当加入氧化锌、氧化铈、氧化钴、氧化锰、三氧化二铝、氧化钴、氧化铬、硫酸钙。
将本发明所述微晶玻璃与全部用工业原料生产的普通微晶玻璃的特性进行对比试验，所得结果如表1所示：
表1
由表1可以看出，本发明所述的微晶玻璃的抗弯强度、抗压强度以及抗冲击强度，都要优于现有的普通微晶玻璃。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
（1）将铁尾矿和煤矸石作为一种微晶玻璃原料加以利用，变废为宝，不仅能减少污染、保护环境，而且能提高产品理化性能；
（2）同时铁尾矿和煤矸石可以全部取代氧化铁，部分代替石英砂、锂长石、石灰石、纯碱等常规原料，能降低玻璃原料成本；
（3）减少了常规矿物和化工原料的用量，能减轻玻璃液对玻璃熔炉耐火材料的侵蚀，延长了设备的使用年限；
（4）用铁尾矿和煤矸石代替部分化工原料后，传统使用的石英砂、氧化铝等难熔组分中有一部分已经是铁尾矿中的固有物质成分，因此可以将玻璃的熔化温度从1550℃降低至11400～1450℃，并提高了玻璃的熔制速度和熔窑效率，从而降低了能耗，提高了经济效益；
（5）本发明所述微晶玻璃是一种绿色环保型建筑装饰材料，可以广泛应用于火车站、机场、地铁、银行、商厦、医院、博物馆、图书馆和民居等建筑物的内外墙、地面、台阶、廊柱、台面等各类建筑装修工程中。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种微晶玻璃，是由以下重量份的各组分为原料制备的：
称取铁尾矿100Kg、煤矸石20Kg、脉石英30Kg、锂长石10Kg、纯碱12Kg、氧化锌8Kg、碳酸钡4Kg、氧化铈2Kg、氧化钴3Kg、氧化锰1Kg、三氧化二铝4Kg、氧化钴1.5Kg、氧化铬1.5Kg、硫酸钙1.5Kg；
制备方法包括下述步骤：
（1）将铁尾矿依次进行干燥、筛分、混合均匀，得到干粉状的铁尾矿，含水量为0.5%，粒度为40目；
（2）将煤矸石干燥、筛分、混合均匀，得到含水量为1.5-3.5%，粒度为50-120目的粉状煤矸石；
（3）将粉状的铁尾矿和煤矸石与其他组分按照所述比例混合；
（4）将上述所得混合物置在温度1400～1450℃下熔化1～3小时，得到玻璃液；
（5）将玻璃液流入水中，水淬成为玻璃颗粒料；
（6）将玻璃颗粒料放入模具中进行核化和晶化成型，在650℃核化0.8～1小时，然后以5.5 ℃/min的速度升温到1070℃，在高压条件下晶化成型，即得微晶玻璃。
实施例2
一种微晶玻璃，是由以下重量份的各组分为原料制备的：
称取铁尾矿100Kg、煤矸石25Kg、蛋白石20Kg、锂长石15Kg、纯碱10Kg、氧化锌6Kg、碳酸钡8Kg、氧化铈3Kg、氧化钴2Kg、氧化锰1.5Kg、三氧化二铝5Kg、氧化钴1Kg、氧化铬2Kg、硫酸钙1Kg；
制备方法包括下述步骤：
（1）将铁尾矿依次进行干燥、筛分、混合均匀，得到干粉状的铁尾矿，含水量为0.5%，粒度为40目；
（2）将煤矸石干燥、筛分、混合均匀，得到含水量为1.5-3.5%，粒度为50-120目的粉状煤矸石；
（3）将粉状的铁尾矿和煤矸石与其他组分按照所述比例混合；
（4）将上述所得混合物置在温度1400～1450℃下熔化1～3小时，得到玻璃液；
（5）将玻璃液流入水中，水淬成为玻璃颗粒料；
（6）将玻璃颗粒料放入模具中进行核化和晶化成型，在650℃核化0.8～1小时，然后以5.5 ℃/min的速度升温到1070℃，在高压条件下晶化成型，即得微晶玻璃。
实施例3
称取铁尾矿100Kg、煤矸石30Kg、脉石英25Kg、锂长石20Kg、纯碱8Kg、氧化锌4Kg、碳酸钡6Kg、氧化铈4Kg、氧化钴1.5Kg、氧化锰2Kg、三氧化二铝6Kg、氧化钴0.5Kg、氧化铬1Kg、硫酸钙2Kg；
制备方法包括下述步骤：
（1）将铁尾矿依次进行干燥、筛分、混合均匀，得到干粉状的铁尾矿，含水量为0.5%，粒度为40目；
（2）将煤矸石干燥、筛分、混合均匀，得到含水量为1.5-3.5%，粒度为50-120目的粉状煤矸石；
（3）将粉状的铁尾矿和煤矸石与其他组分按照所述比例混合；
（4）将上述所得混合物置在温度1400～1450℃下熔化1～3小时，得到玻璃液；
（5）将玻璃液流入水中，水淬成为玻璃颗粒料；
（6）将玻璃颗粒料放入模具中进行核化和晶化成型，在650℃核化0.8～1小时，然后以5.5 ℃/min的速度升温到1070℃，在高压条件下晶化成型，即得微晶玻璃。

Claims (2)

1.一种微晶玻璃，其特征在于，是由以下重量份的各组分为原料制备的：
铁尾矿100 煤矸石20-30 石英砂20-30
锂长石10-20 纯碱 8-12 氧化锌4-8
碳酸钡4-8 氧化铈2-4 氧化钴2-3
氧化锰1-2 三氧化二铝 4-6 氧化钴0.5-1.5
氧化铬1-2 硫酸钙1-2。
2.权利要求1所述的微晶玻璃的制备方法，包括下述步骤：
（1）将铁尾矿干燥、筛分、混合均匀，得到含水量为2-3%，粒度为30-90目的粉状铁尾矿；
（2）将煤矸石干燥、筛分、混合均匀，得到含水量为1.5-3.5%，粒度为50-120目的粉状煤矸石；
（3）将粉状的铁尾矿和煤矸石与其他组分按照所述比例混合；
（4）将上述所得混合物置在温度1400～1450℃下熔化1～3小时，得到玻璃液；
（5）将玻璃液流入水中，水淬成为玻璃颗粒料；
（6）将玻璃颗粒料放入模具中进行核化和晶化成型，在650℃核化0.8～1小时，然后以5.5 ℃/min的速度升温到1070℃，在高压条件下晶化成型，即得微晶玻璃。
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