一種鐵尾礦微晶玻璃及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及微晶玻璃制品領(lǐng)域，特別涉及一種鐵尾礦微晶玻璃及其制備方法。一種鐵尾礦微晶玻璃，原料包括：按重量份計(jì)，鐵尾礦40-70份，石英砂15-35份，石灰石15-25份，純堿4-7份，氧化鋅2-5份，碳酸鋇2-6份，硼砂0.5-1份，四氧化三鐵0-10份，澄清劑1-2份；其制備方法為：將原料混合均勻，加溫制得玻璃液；將玻璃液水淬，得到玻璃料；將玻璃料加熱后晶化，晶化后隨爐冷卻，制得鐵尾礦微晶玻璃。本發(fā)明提供的鐵尾礦微晶玻璃，將鐵尾礦與其他材料配合，采用Fe3O4作為著色劑，可制備出綠色、紅色和紫色多種顏色的微晶玻璃，并且制備出的微晶玻璃顏色穩(wěn)定、純正，理化性能好，成本低，能耗低。
【專利說(shuō)明】一種鐵尾礦微晶玻璃及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微晶玻璃制品領(lǐng)域，具體而言，涉及一種鐵尾礦微晶玻璃及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微晶玻璃又稱玻璃陶瓷或微晶玉石，是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料，被稱之為21世紀(jì)的環(huán)境協(xié)調(diào)材料。微晶玻璃具有許多優(yōu)異的性能，如力學(xué)強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性好、使用溫度高、堅(jiān)硬、耐磨等，在電子、建筑、化工、機(jī)械工程等領(lǐng)域作為結(jié)構(gòu)材料、功能材料、裝飾材料而獲得應(yīng)用。
[0003]以鐵尾礦為主要原料制備微晶玻璃，是對(duì)工業(yè)廢棄物的利用，不僅節(jié)約能源，變廢為寶，改善自然環(huán)境，而且鐵尾礦自身是制備微晶玻璃的良好材料，得到的微晶玻璃板材各方面性能優(yōu)于天然石材，現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于建筑內(nèi)外墻、地面及廊柱等高檔裝修工程中。
[0004]但是，現(xiàn)階段的微晶玻璃主要是以白色、灰色、黃色為主，顏色比較單調(diào)，不能滿足市場(chǎng)對(duì)微晶玻璃顏色的需求。申請(qǐng)?zhí)枮?01010142435.1的發(fā)明專利公開了一種紅色微晶玻璃，是利用CuO作為著色劑制備的紅色微晶玻璃。但是對(duì)于鐵尾礦來(lái)說(shuō)，利用CuO作為著色劑制備出的顏色不是很穩(wěn)定。由于鐵尾礦中含有一定的鐵元素，所以制備顏色穩(wěn)定的微晶玻璃比較困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種鐵尾礦微晶玻璃及其制備方法，以解決上述的問(wèn)題。
[0006]在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種鐵尾礦微晶玻璃，其原料包括:按重量份計(jì)，鐵尾礦40-70份，石英砂15-35份，石灰石15-25份，純堿4_7份，氧化鋅2_5份，碳酸鋇2_6份，硼砂0.5-1份，四氧化三鐵0-10份，澄清劑1-2份。
[0007]優(yōu)選地，其原料包括:按重量份計(jì)，鐵尾礦50-60份，石英砂25-35份，石灰石20-25份，純堿6-7份，氧化鋅3-5份，碳酸鋇3_5份，硼砂0.5-1份，四氧化三鐵0_10份，澄清劑1_2份。
[0008]優(yōu)選地，所述澄清劑為氧化銻與硝酸鈉的混合物，所述氧化銻與所述硝酸鈉的質(zhì)量比為 1:2.5-3.2。
[0009]進(jìn)一步地，所述鐵尾礦的成分含量如下:按重量百分比計(jì)，二氧化硅52-57%，氧化招12-16%,三氧化二鐵3-5%,氧化韓5-8%,氧化鈦1_3%,氧化鎂1_3%,氧化鉀+氧化鈉3-7%，余量為雜質(zhì)。
[0010]優(yōu)選地，所述四氧化三鐵為0-2份。
[0011]優(yōu)選地，所述四氧化三鐵為3-8份。
[0012]優(yōu)選地，所述四氧化三鐵為9-10份。
[0013]在本發(fā)明的實(shí)施例中還提供了鐵尾礦微晶玻璃的制備方法，包括以下步驟:[0014](I)、將所述原料混合均勻，加溫到1400°C -1500°C，保溫40_80min，制得玻璃液；
[0015](2)、將所述玻璃液水淬，得到玻璃料；
[0016](3)、將所述玻璃料加熱，加熱速率為8-12°C /min，升溫至1100_1150°C進(jìn)行晶化；
[0017](4)、晶化后隨爐冷卻，制得鐵尾礦微晶玻璃。
[0018]優(yōu)選地，在所述步驟(3)中，晶化時(shí)間為20_40min。
[0019]優(yōu)選地，在所述步驟(2)中，采用微晶玻璃水淬池進(jìn)行水淬。
[0020]本發(fā)明實(shí)施例提供的鐵尾礦微晶玻璃，是將鐵尾礦與其他材料配合，采用Fe3O4作為著色劑，可制備出綠色、紅色和紫色多種顏色的微晶玻璃，并且制備出的微晶玻璃顏色穩(wěn)定、純正，理化性能好，成本低，并且在熔融過(guò)程中溫度較低，有效地降低了能耗。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過(guò)具體的實(shí)施例子對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0022]在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種鐵尾礦微晶玻璃，其原料包括:按重量份計(jì)，鐵尾礦40-70份，石英砂15-35份，石灰石15-25份，純堿4_7份，氧化鋅2_5份，碳酸鋇2_6份，硼砂0.5-1份，四氧化三鐵0-10份，澄清劑1-2份。
[0023]優(yōu)選地，其原料包括:按重量份計(jì)，鐵尾礦50-60份，石英砂25-35份，石灰石20-25份，純堿6-7份， 氧化鋅3-5份，碳酸鋇3_5份，硼砂0.5-1份，四氧化三鐵0_10份，澄清劑1_2份。
[0024]其中使用的鐵尾礦可以全部取代氧化鋁，部分代替二氧化硅、石灰石、純堿等原料；純堿在熔融過(guò)程中提供氧化鈉，氧化鈉的作用是降低玻璃液的粘度，起到助熔的作用，但是過(guò)量會(huì)影響微晶玻璃的抗彎強(qiáng)度；碳酸鋇在熔化過(guò)程中提供氧化鋇，起到助熔的作用，對(duì)玻璃性能的影響小于氧化鈉，起到調(diào)芐基礎(chǔ)玻璃成分的作用；適當(dāng)?shù)募尤肱鹕翱梢哉{(diào)節(jié)產(chǎn)品的光澤度，滿足客戶的不同要求。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例提供的鐵尾礦微晶玻璃，是將鐵尾礦與其他材料配合，采用Fe3O4作為著色劑，可制備出綠色、紅色和紫色多種顏色的微晶玻璃，并且制備出的微晶玻璃顏色穩(wěn)定、純正,理化性能好,成本低。
[0026]為了去除產(chǎn)品中的氣泡，加入一定量澄清劑。優(yōu)選地，所述澄清劑為氧化銻與硝酸鈉的混合物，所述氧化銻與所述硝酸鈉的質(zhì)量比為1:2.5-3.2。使用該配比的澄清劑，去除氣泡效果好，得到的產(chǎn)品中性能好。
[0027]進(jìn)一步地，所述鐵尾礦的成分含量如下:按重量百分比計(jì)，二氧化硅52-57%，氧化招12-16%,三氧化二鐵3-5%,氧化韓5-8%,氧化鈦1_3%,氧化鎂1_3%,氧化鉀+氧化鈉3-7%，余量為雜質(zhì)。使用這種成分的鐵尾礦，得到的產(chǎn)品性能更為優(yōu)越。若是使用其他回收的尾礦，可根據(jù)成分進(jìn)行補(bǔ)添一些成分來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0028]優(yōu)選地，所述四氧化三鐵為0-2份。四氧化三鐵為0-2份時(shí)，得到的產(chǎn)品為綠色，并且隨四氧化三鐵含量的增加，逐漸由綠色變?yōu)樯罹G。
[0029]優(yōu)選地，所述四氧化三鐵為3-8份。四氧化三鐵為3-8份時(shí)，得到的產(chǎn)品為紅色，并且隨四氧化三鐵含量的增加，紅色逐漸由淺紅變?yōu)榘导t。
[0030]優(yōu)選地，所述四氧化三鐵為9-10份。四氧化三鐵為9-10份時(shí)，得到的產(chǎn)品為紫色，并且隨四氧化三鐵含量的增加，紅色逐漸由淺紫變?yōu)樯钭稀0031]在本發(fā)明的實(shí)施例中還提供了鐵尾礦微晶玻璃的制備方法，包括以下步驟:
[0032](I)、將所述原料混合均勻，加溫到1400°C -1500°C，保溫40_80min，制得玻璃液；
[0033](2)、將所述玻璃液水淬，得到玻璃料；
[0034](3)、將所述玻璃料加熱，加熱速率為8_12°C /min，升溫至1100_1150°C進(jìn)行晶化；
[0035](4)、晶化后隨爐冷卻，制得鐵尾礦微晶玻璃。
[0036]該方法步驟簡(jiǎn)單易操作，并且在熔融過(guò)程中溫度較低，有效地降低了能耗；制備出的微晶玻璃顏色穩(wěn)定、純正，理化性能好，成本低。
[0037]優(yōu)選地，在所述步驟(3)中，晶化時(shí)間為20_40min。該晶化時(shí)間既能滿足產(chǎn)品中的
晶型好且穩(wěn)定，又能滿足生產(chǎn)效率的需要。
[0038]優(yōu)選地，在所述步驟(2)中，采用微晶玻璃水淬池進(jìn)行水淬。微晶玻璃水淬池，包括池體，所述池體的口部設(shè)置有多個(gè)用于分流玻璃液的輥軸；所述池體呈梯形體，且池底的長(zhǎng)度小于池口的長(zhǎng)度；所述輥軸設(shè)置在池體一側(cè)斜面的上方；所述水淬池還包括撈料機(jī)；所述撈料機(jī)為傳送帶撈料機(jī)，其中，傳送帶設(shè)置在所述池體的另一側(cè)斜面上；梯形池體兩側(cè)的斜面的傾斜角均為30-60度；所述輥軸的直徑為3-5cm ;所述輥軸之間的距離為l-2cm ；池體內(nèi)的冷卻水為循環(huán)水。熔融玻璃液由水淬池的正上方的1.5-2.0米處流出，至水淬池的輥軸上，玻璃液在表面張力作用下沿著光滑的輥軸圓面冷卻成小尺寸球狀顆粒料，然后沿斜面滾動(dòng)到池底；然后用撈料機(jī)將玻璃料撈出。這樣制得的玻璃料呈均勻球狀，沒(méi)有出現(xiàn)拉絲或多邊形顆粒料，無(wú)其他雜質(zhì)，得到的玻璃料用于后續(xù)操作時(shí)，不僅能減少與傳輸皮帶之間的摩擦，更主要的是有利于后續(xù)的晶化實(shí)驗(yàn)，即節(jié)約成本更能生產(chǎn)質(zhì)量?jī)?yōu)良的微晶玻
3? ο
[0039]實(shí)施例1
[0040]取以下原料:按重量份計(jì)，鐵尾礦40份，石英砂35份，石灰石25份，純堿4份，氧化鋅2份，碳酸鋇2份，硼砂0.5份，四氧化三鐵O份，澄清劑1份，其中，澄清劑為氧化銻與硝酸鈉的混合物，氧化銻與硝酸鈉的質(zhì)量比為1:2.5 ;鐵尾礦的成分含量如下:按重量百分比計(jì)，二氧化硅52 %，氧化鋁12 %，三氧化二鐵3 %，氧化鈣5 %，氧化鈦I %，氧化鎂I %，氧化鉀+氧化鈉3 %，余量為雜質(zhì)；
[0041 ] 將上述原料混合均勻，加溫到1400°C，保溫40min，制得玻璃液；
[0042]將玻璃液采用微晶玻璃水淬池進(jìn)行水淬，得到玻璃料；
[0043]將玻璃料加熱，加熱速率為8°C /min，升溫至1100°C進(jìn)行晶化；晶化時(shí)間為20min ；
[0044]晶化后隨爐冷卻，制得的鐵尾礦微晶玻璃為豆綠色。
[0045]實(shí)施例2
[0046]取以下原料:按重量份計(jì)，鐵尾礦70份，石英砂15份，石灰石15份，純堿7份，氧化鋅5份，碳酸鋇6份，硼砂1份，四氧化三鐵2份，澄清劑2份，其中，澄清劑為氧化銻與硝酸鈉的混合物，氧化銻與硝酸鈉的質(zhì)量比為1:2.7 ;鐵尾礦的成分含量如下:按重量百分比計(jì),二氧化娃55.21%,氧化招14.72%,三氧化二鐵4.21%,氧化|丐6.51%,氧化鈦1.57%,氧化鎂1.5%，氧化鉀+氧化鈉4.68%，余量為雜質(zhì)；
[0047]將上述原料混合均勻，加溫到1500°C，保溫80min，制得玻璃液；
[0048] 將玻璃液采用微晶玻璃水淬池進(jìn)行水淬，得到玻璃料；[0049]將玻璃料加熱，加熱速率為12°C /min，升溫至1150°C進(jìn)行晶化；晶化時(shí)間為40min
[0050]晶化后隨爐冷卻，制得的鐵尾礦微晶玻璃為深綠色。
[0051]實(shí)施例3
[0052]取以下原料:按重量份計(jì)，鐵尾礦50份，石英砂25份，石灰石20份，純堿6份，氧化鋅3份，碳酸鋇3份，硼砂0.5份，四氧化三鐵3份，澄清劑1份，其中，澄清劑為氧化銻與硝酸鈉的混合物，氧化銻與硝酸鈉的質(zhì)量比為1:3 ;鐵尾礦的成分含量如下:按重量百分比計(jì)，二氧化硅57 %，氧化鋁16 %，三氧化二鐵5 %，氧化鈣8 %，氧化鈦3 %，氧化鎂3 %，氧化鉀+氧化鈉7%，余量為雜質(zhì)；
[0053]將上述原料混合均勻，加溫到1500°C，保溫60min，制得玻璃液；
[0054]將所述玻璃液采用微晶玻璃水淬池進(jìn)行水淬，得到玻璃料；
[0055]將玻璃料加熱，加熱速率為10°C/min，升溫至1100°C進(jìn)行晶化；晶化時(shí)間為30min
[0056]晶化后隨爐冷卻，制得的鐵尾礦微晶玻璃淺紅色。
[0057]實(shí)施例4
[0058]取以下原料:按重量份計(jì)，鐵尾礦50份，石英砂25份，石灰石20份，純堿6份，氧化鋅3份，碳酸鋇3份，硼砂0.5份，四氧化三鐵5份，澄清劑1份，其中，澄清劑為氧化銻與硝酸鈉的混合物，氧化銻與硝酸鈉的質(zhì)量比為1:3 ;鐵尾礦的成分含量如下:按重量百分比計(jì)，二氧化硅54.29%, 氧化鋁15.21 %，三氧化二鐵4%，氧化鈣6.51 %，氧化鈦1.57%，氧化鎂1.5%，氧化鉀+氧化鈉4.68%，余量為雜質(zhì)；
[0059]將上述原料混合均勻，加溫到1500°C，保溫60min，制得玻璃液；
[0060]將玻璃液采用微晶玻璃水淬池進(jìn)行水淬，得到玻璃料；
[0061]將玻璃料加熱，加熱速率為10°C/min，升溫至1100°C進(jìn)行晶化；晶化時(shí)間為30min
[0062]晶化后隨爐冷卻，制得的鐵尾礦微晶玻璃為紅色。
[0063]實(shí)施例5
[0064]取以下原料:按重量份計(jì)，鐵尾礦50份，石英砂25份，石灰石20份，純堿6份，氧化鋅3份，碳酸鋇3份，硼砂0.5份，四氧化三鐵8份，澄清劑1份，其中，澄清劑為氧化銻與硝酸鈉的混合物，氧化銻與硝酸鈉的質(zhì)量比為1:3 ;鐵尾礦的成分含量如下:按重量百分比計(jì),二氧化娃55.21%,氧化招14.72%,三氧化二鐵4.21%,氧化|丐6.51%,氧化鈦1.57%,氧化鎂1.5%，氧化鉀+氧化鈉4.68%，余量為雜質(zhì)；
[0065]將上述原料混合均勻，加溫到1500°C，保溫60min，制得玻璃液；
[0066]將玻璃液采用微晶玻璃水淬池進(jìn)行水淬，得到玻璃料；
[0067]將玻璃料加熱，加熱速率為10°C/min，升溫至1100°C進(jìn)行晶化；晶化時(shí)間為30min
[0068]晶化后隨爐冷卻，制得的鐵尾礦微晶玻璃為暗紅色。
[0069]實(shí)施例6
[0070]取以下原料:按重量份計(jì)，鐵尾礦60份，石英砂20份，石灰石18份，純堿7份，氧化鋅5份，碳酸鋇5份，硼砂1份，四氧化三鐵9份，澄清劑2份，其中，澄清劑為氧化銻與硝酸鈉的混合物，氧化銻與硝酸鈉的質(zhì)量比為1:3.2 ;鐵尾礦的成分含量如下:按重量百分比計(jì),二氧化娃55.21%,氧化招14.72%,三氧化二鐵4.21%,氧化|丐6.51%,氧化鈦1.57%,氧化鎂1.5%，氧化鉀+氧化鈉4.68%，余量為雜質(zhì)；
[0071 ] 將上述原料混合均勻，加溫到1450°C，保溫70min，制得玻璃液；[0072]將玻璃液采用微晶玻璃水淬池進(jìn)行水淬，得到玻璃料；
[0073]將玻璃料加熱，加熱速率為10°C /min，升溫至1100°C進(jìn)行晶化；晶化時(shí)間為30min ；
[0074]晶化后隨爐冷卻，制得的鐵尾礦微晶玻璃為淺紫色。
[0075]實(shí)施例7
[0076]取以下原料:按重量份計(jì)，鐵尾礦60份，石英砂20份，石灰石18份，純堿7份，氧化鋅5份，碳酸鋇5份，硼砂1份，四氧化三鐵10份，澄清劑2份，其中，澄清劑為氧化銻與硝酸鈉的混合物，氧化銻與硝酸鈉的質(zhì)量比為1:3.2 ;鐵尾礦的成分含量如下:按重量百分比計(jì),二氧化娃55.21%,氧化招14.72%,三氧化二鐵4.21%,氧化|丐6.51%,氧化鈦1.57%,氧化鎂1.5%，氧化鉀+氧化鈉4.68%，余量為雜質(zhì)；
[0077]將上述原料混合均勻，加溫到1450°C，保溫70min，制得玻璃液；
[0078]將玻璃液采用微晶玻璃水淬池進(jìn)行水淬，得到玻璃料；
[0079]將玻璃料加熱，加熱速率為10°C /min，升溫至1100°C進(jìn)行晶化；晶化時(shí)間為30min ；
[0080]晶化后隨爐冷卻，制得的鐵尾礦微晶玻璃為紫色。
[0081]將實(shí)施例1-7得到的鐵尾礦微晶玻璃分別進(jìn)行機(jī)械性能和化學(xué)性能測(cè)試，對(duì)照組為申請(qǐng)?zhí)枮?01010142435.1的實(shí)施例2制備的紅色微晶玻璃；得到的結(jié)果如表1所示。
[0082]表1機(jī)械性能和化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果
[0083]
【權(quán)利要求】
1.一種鐵尾礦微晶玻璃，其特征在于，其原料包括:按重量份計(jì)，鐵尾礦40-70份，石英砂15-35份，石灰石15-25份，純堿4_7份，氧化鋅2_5份，碳酸鋇2_6份，硼砂0.5-1份，四氧化三鐵0-10份，澄清劑1-2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵尾礦微晶玻璃，其特征在于，其原料包括:按重量份計(jì)，鐵尾礦50-60份，石英砂25-35份，石灰石20-25份，純堿6_7份，氧化鋅3_5份，碳酸鋇3_5份，硼砂0.5-1份，四氧化三鐵0-10份，澄清劑1-2份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵尾礦微晶玻璃，其特征在于，所述澄清劑為氧化銻與硝酸鈉的混合物，所述氧化銻與所述硝酸鈉的質(zhì)量比為1:2.5-3.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵尾礦微晶玻璃，其特征在于，所述鐵尾礦的成分含量如下:按重量百分比計(jì)，二氧化硅52-57 %，氧化鋁12-16 %，三氧化二鐵3_5 %，氧化鈣5_8 %，氧化鈦1_3%，氧化鎂1_3%，氧化鉀+氧化鈉3-7%，余量為雜質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵尾礦微晶玻璃，其特征在于，所述四氧化三鐵為0-2份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵尾礦微晶玻璃，其特征在于，所述四氧化三鐵為3-8份。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵尾礦微晶玻璃，其特征在于，所述四氧化三鐵為9-10 份。
8.權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的鐵尾礦微晶玻璃的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、將所述原料混合均勻，加溫到1400°C-1500°C，保溫40-80min，制得玻璃液； (2)、將所述玻璃液水淬，得到玻璃料； (3)、將所述玻璃料加熱，加熱速率為8-12°C/min，升溫至1100_1150°C進(jìn)行晶化； (4)、晶化后隨爐冷卻，制得鐵尾礦微晶玻璃。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鐵尾礦微晶玻璃的制備方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，晶化時(shí)間為20-40min。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鐵尾礦微晶玻璃的制備方法，其特征在于，在所述步驟(2)中，采用微晶玻璃水淬池進(jìn)行水淬。
【文檔編號(hào)】C03C6/10GK104016589SQ201410302612
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】李慶華, 文瑩, 文民政, 安心心, 王明, 耿振興 申請(qǐng)人:北京國(guó)泰珝天科技有限公司, 垣曲國(guó)泰礦業(yè)有限公司, 山西豫晉國(guó)泰微晶科技有限公司