CN102531394A - 一种利用锂尾矿生产微晶板材的配方和生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明一种利用锂尾矿生产微晶板材的配方和生产工艺，配方包括工业锂尾矿、钙石粉、石英砂、碳酸钡、碳酸钠、氧化锌、硼砂、澄清剂及着色剂，本发明具有产品成本低，晶化温度低，晶化时间短，生产效率高，产品合格率高，节省能源等特点。

Description

一种利用锂尾矿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，特别是涉及一种利用锂尾矿生产微晶板材的配方和生产工艺。

背景技术：

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℃，膨胀系数为（10～100）×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,MgO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。七十年代中期，日本率先研制出烧结法微晶板材并实现了工业化生产，当时由于生产工艺复杂，核心技术一直由日本人垄断，我国长期依靠进口。

微晶板材采用清洁的生产技术，生产过程中不产生污染物，并可大量利用矿山尾矿、煤矸石、粉煤灰等工业和城市固体废弃物作为生产所需原料，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。1998年6月，在意大利卡拉拉国际博览会和德国纽伦堡国际石材博览会上，日本NEG公司在欧洲的代理商推出了超薄型微晶板材和防滑型微晶板材，立即国际建筑业界的高度关注。

发明内容：

本发明一种利用锂尾矿生产微晶板材的配方和生产工艺的目的，就是针对上述问题提供一种利用锂尾矿生产微晶板材的配方和生产工艺，它选用工业锂尾矿为主要原料 ，可以不用或少用金属氧化物，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。 

本发明一种利用锂尾矿生产微晶板材的配方和生产工艺，选用的锂尾矿主要化学成分是无机的锂铝硅酸盐。其中包括SiO₂、Fe₂O₃、K₂O、Na₂O、TiO₂、P₂O₅等，其化学成份为SiO₂ 70%, Al₂O₃17%, Fe₂O₃0.75% , P₂O₅0.85% , K₂O 2% , Na₂O 4.1% , Li₂O 1.1% 以及多种稀土元素如 Ni、Ta等，它是高硅、高铝、低铁、富含稀土元素，对微晶泡沫保温板材组成十分有利。

    本发明一种利用锂尾矿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：将原料按下列重量百分比混合在一起，混拌均匀：

锂尾矿              粒度 0.1～0.7mm            28～50%

       碳酸钙              粒度0.1～0.7mm            20～38%

       石英砂              粒度 0.1～0.5mm            15～30%

       碳酸钠                                         2.0～7.5%

       硼砂                                           0～3%    

       碳酸钡                                          0.5～6.5%

       氧化锌                                          0～6.0%

       澄清剂                                          0～1%

着色剂                                          0～6%

其中所说的调色剂包括Cr₂O₃、CoO、CuO、氧化镍、氧化亚镍、氧化铁、氧化锰、镉红、镉黄、硒粉；

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 1450～1560℃；

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850～1250℃，晶化保温时间10～80分钟；

6．出窑：在晶化窑内退火，退火至温度150～250℃，时间3～6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系统技术，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为本发明一种利用锂尾矿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。

   用本发明的生产工艺制备的微晶板材的机械性能及理化指标为：

   比    重   2.6～2.75      耐酸率          99.7%  

   莫式硬度   6.0～8.5       光泽度          95℃

   抗拉强度   360mpa         吸水率          <0.005%

   抗折强度   48 mpa         耐碱率           98%

本发明与现有技术比较其主要优点是，利用工业锂尾矿为主要原料，可不用和少用金属氧化物，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。

具体实施方式 

下面结合实施例做进一步描述。

实施例一

  锂尾矿     46%     碳酸钙粉       27%        石英砂         18%

  碳酸钡     4.5%    碳酸钠         3.5%        硼砂          0.5%

  澄清剂     0.5%    着色剂         0%

  将上述原料混合在一起混拌均匀，放入熔化炉内经1550℃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、切割得到浅青玉色微晶板材成品。

  实施例二

  锂尾矿     35%     碳酸钙粉       32%        石英砂         24%

  碳酸钡     4.0%    碳酸钠         4.0%        硼砂          0.5%

  澄清剂     0.5%    着色剂         0%

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 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。

实施例三

  锂尾矿     42%     碳酸钙粉       31%        石英砂         19%

  碳酸钡     3.5%    碳酸钠         3.5%        硼砂          0.5%

  澄清剂     0.5%    着色剂         0%

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50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、切割得到浅蓝青玉色微晶板材成品。

Claims (4)

1.一种利用锂尾矿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)．混合原料：将原料按下列重量百分比混合在一起，混拌均匀：

锂尾矿             粒度 0.1～0.7mm            28～50%

         碳酸钙             粒度0.1～0.7mm             20～38%

         石英砂             粒度 0.1～0.5mm            15～30%

         碳酸钠                                        2.0～7.5%

         硼砂                                           0～3%    

         碳酸钡                                         0.5～6.5%

         氧化锌                                         0～6.0%

         澄清剂                                         0～1%

着色剂                                         0～6%

其中所说的调色剂包括Cr₂O₃、CoO、CuO、氧化镍、氧化亚镍、氧化铁、氧化锰、镉红、镉黄、硒粉；

(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 1450～1560℃；

(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850～1250℃，晶化保温时间10～80分钟；

(6)．出窑：在晶化窑内退火，退火至温度150～250℃，时间3～6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所述的一种利用锂尾矿生产微晶板材的配方和生产工艺，其特征在于调色剂包括Cr₂O₃、CoO、CuO、氧化亚镍、氧化镍、氧化铁、氧化锰、镉红、镉黄、硒粉。

3.根据权利要求1所述的一种利用锂尾矿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系统技术，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所述的一种利用锂尾矿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。

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