CN101851064A - 一种蓝色微晶玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓝色微晶玻璃及其制备方法，是为了解决现有微晶玻璃颜色单一，生产工艺成本高的问题。一种蓝色微晶玻璃，是由包括以下重量份的各组分为原料制备的：铁尾矿30-55，石英砂20-450，锂长石10-30，纯碱2-6，氧化锌2-6，碳酸钡2-6，二氧化锰0-1，氧化钴0-0.4，硝酸钠0-3。本发明将铁尾矿这种废弃物作为一种蓝色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，解决微晶玻璃颜色单一的问题；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；本发明所述的蓝色微晶玻璃用途广泛。
Description
技术领域
本发明属于玻璃领域，具体涉及一种蓝色微晶玻璃。本发明还涉及该蓝色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，燃料消耗量就大，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。
蓝色微晶玻璃不仅具有一般微晶玻璃的特性，而且视觉效果好，适用于建筑装潢。
为了丰富微晶玻璃的颜色，提供一种蓝色微晶玻璃，克服现有生产工艺的缺点，本发明利用铁尾矿，变废为宝，研发了一种蓝色微晶玻璃。
发明内容
本发明是为了解决现有微晶玻璃颜色单一，生产工艺成本高的问题，提供了一种蓝色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：
一种蓝色微晶玻璃，是由以下重量份的各组分为原料制备的：
铁尾矿 30-55 石英砂 20-45 锂长石 10-30
纯碱 2-6 氧化锌 2-6 碳酸钡 2-6
二氧化锰 0-1 氧化钴 0-0.4 硝酸钠 0-3
所述蓝色微晶玻璃的制备方法，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0.5-4％，粒度为40-120目；
(2)将干粉状的铁尾矿与其他组分按照所述比例混合；
(3)将上述所得混合物置于箱式高温电炉、玻璃池窑或者坩埚窑中，在温度1480～1520℃下熔化1～3小时，得到粘度为10～12Pa.s的玻璃液；
(4)将玻璃液流入水中，水淬成为玻璃颗粒料；
(5)将玻璃颗粒料放入模具中进行核化和晶化成型，在650℃核化0.7～1小时，然后以4.7℃/min的速度升温到1020～1060℃，在压力为25Pa的条件下晶化成型，即得黑色微晶玻璃。
所述铁尾矿由以下重量百分比的各组分组成：
SiO2 25-35％ Al2O3 2.5-4.5％ CaO 8-12％
MgO 5-8％ K2O 0.5-2％ Na2O 5-2％
Fe2O315-20％ TiO2：0.1-0.4％ 余量为杂质。
铁尾矿的基本组份都是SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Fe2O3，但来源不同，其各组份的含量会有所区别，采用上述的铁尾矿，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；铁尾矿所含的氧化铁在650℃核化，在1020～1060℃晶化成型，即得蓝色的微晶玻璃，在原料中适当加入二氧化锰、氧化钴或硝酸钠，使得产品的颜色和光泽更加纯正均匀。
将本发明所述蓝色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，本发明所述的蓝色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)将铁尾矿这种废弃物作为一种蓝色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，解决微晶玻璃颜色单一的问题；
(2)同时铁尾矿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25％以上；
(3)由于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1460℃，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)本发明所述蓝色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
表2
所述铁尾矿包括以下重量百分比的各组分：SiO225-35％，Al2O32.5-4.5％，CaO8-12％，MgO5-8％，K2O0.5-2％，Na2O5-2％，Fe2O315-20％，TiO2：0.1-0.4％，余量为杂质。
实施例1
根据表2所述，称取实施例1所述的各组分，其中石英砂为脉石英。
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)将干粉状的铁尾矿与其他组分按照所述比例混合；
(3)将上述所得混合物置于箱式高温电炉中，在温度1500℃下熔化1小时，得到粘度为10Pa.s的玻璃液；
(4)将玻璃液流入水中，水淬成为玻璃颗粒料；
(5)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小时，然后以4.7℃/min的速度升温到1060℃，在压力为25Pa的条件下晶化成型，即得黑色微晶玻璃。
实施例2
根据表2所述，称取实施例2所述的各组分，其中石英砂包括40％的脉石英与60％石英岩的混合物。
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1％，粒度为80目；
(2)将干粉状的铁尾矿与其他组分按照所述比例混合；
(3)将上述所得混合物置于箱式高温电炉中，在温度1510℃下熔化2小时，得到粘度为10.5Pa.s的玻璃液；
(4)将玻璃液流入水中，水淬成为玻璃颗粒料；
(5)将玻璃颗粒料放入模具中进行核化和晶化成型，在650℃核化1小时，然后以4.7℃/min的速度升温到1040℃，在压力为25Pa的条件下晶化成型，即得黑色微晶玻璃。
实施例3
根据表2所述，称取实施例3所述的各组分，其中石英砂为蛋白石。
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3％，粒度为120目；
(2)将干粉状的铁尾矿与其他组分按照所述比例混合；
(3)将上述所得混合物置于箱式高温电炉中，在温度1520℃下熔化2.5小时，得到粘度为11Pa.s的玻璃液；
(4)将玻璃液流入水中，水淬成为玻璃颗粒料；
(5)将玻璃颗粒料放入模具中进行核化和晶化成型，在650℃核化0.9小时，然后以4.7℃/min的速度升温到1020℃，在压力为25Pa的条件下晶化成型，即得黑色微晶玻璃。
实施例4
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4％，粒度为100目；
(2)将干粉状的铁尾矿与其他组分按照所述比例混合；
(3)将上述所得混合物置于箱式高温电炉中，在温度1480℃下熔化3小时，得到粘度为12Pa.s的玻璃液；
(4)将玻璃液流入水中，水淬成为玻璃颗粒料；
(5)将玻璃颗粒料放入模具中进行核化和晶化成型，在650℃核化0.7小时，然后以4.7℃/min的速度升温到1060℃，在压力为25Pa的条件下晶化成型，即得黑色微晶玻璃。
实施例5
根据表2所述，称取实施例5所述的各组分，其中石英砂包括40％的石英岩，60％蛋白石。
制备方法同实施例2
实施例6
根据表2所述，称取实施例6所述的各组分，其中石英砂包括86％的石英岩，14％蛋白石。
制备方法同实施1
实施例7
根据表2所述，称取实施例7所述的各组分，其中石英砂范围石英岩。
制备方法同实施例3。
Claims (3)
1.一种蓝色微晶玻璃，其特征是由以下重量份的各组分为原料制备的：
铁尾矿 30-55 石英砂 20-45 锂长石 10-30
纯碱 2-6 氧化锌 2-6 碳酸钡 2-6
二氧化锰 0-1 氧化钴 0-0.4 硝酸钠 0-3
所述的黑色微晶玻璃的制备方法，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0.5-4％，粒度为40-120目；
(2)将干粉状的铁尾矿与其他组分按照所述比例混合；
(3)将上述所得混合物置于箱式高温电炉、玻璃池窑或者坩埚窑中，在温度1480～1520℃下熔化1～3小时，得到玻璃液，使得粘度为10～12Pa.s；
(4)将玻璃液流入水中，水淬成为玻璃颗粒料；
(5)将玻璃颗粒料放入模具中进行核化和晶化成型，在650℃核化0.7～1小时，然后以4.7℃/min的速度升温到1020～1060℃，在压力为25Pa的条件下晶化成型，即得黑色微晶玻璃。
2.根据权利要求1所述一种蓝色微晶玻璃，其特征是所述铁尾矿由以下重量百分比的各组分组成：
SiO2 25-35％ Al2O32.5-4.5％ CaO 8-12％
MgO 5-8％ K2O 0.5-2％ Na2O 5-2％
Fe2O315-20％ TiO2：0.1-0.4％ 余量为杂质。
3.根据权利要求1或2所述一种蓝色微晶玻璃，其特征是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。
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