專利名稱：一種生態(tài)微晶玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生態(tài)微晶玻璃及制造方法，屬于工業(yè)廢棄物的綜合利用領(lǐng)域。
技術(shù)背景微晶玻璃是玻璃在熱處理的過程中通過控制玻璃晶化獲得的一種含有大量 微晶體的多相固體材料。由于微晶玻璃具有高強度、低膨脹、耐腐蝕、耐磨損、 低介電損耗等綜合性能，顯示了廣泛的應(yīng)用前景。利用煤矸石和稀選尾礦等礦 物廢棄物生產(chǎn)微晶玻璃實現(xiàn)了變廢為寶，既能保護生態(tài)環(huán)境，又使資源再生，符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。中國專利CN 1216737C利用煤矸石制造微晶玻璃 陶瓷復(fù)合板材。中國專利CN 101024554A利用富稀土、鈮、螢石稀選尾礦制造 微晶玻璃。這些研究都是單獨利用煤矸石或稀選尾礦生產(chǎn)微晶玻璃，不能充分 利用各種礦物廢料，勢必增加生產(chǎn)成本。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種以多種礦物廢棄物為原料生產(chǎn)的生態(tài)微晶玻璃 及其制備方法。本發(fā)明提供的生態(tài)微晶玻璃是以煤礦廢棄物煤矸石為主要原料，石英砂、 石灰石和廢玻璃等為輔助原料，以富氟碳鈰鋇礦稀選尾礦為晶核劑原料。生態(tài)微晶玻璃的組分及其重量百分比含量為Si02 40~70%， CaO 10 20%， A1203 5 15%， Fe203 1~10%, BaO 1 5%， F 0.1 3%， Ti02 0.5 3%， 稀土氧化物1 5%。上述的稀土氧化物可以為氧化鈰、氧化鑭或氧化釹。 本發(fā)明的生態(tài)微晶玻璃的制備方法，包括以下步驟-1)根據(jù)煤矸石和富氟碳鈰鋇礦稀選尾礦化學(xué)組成，按重量比配料，煤矸石 30 70%，稀選尾礦10 50%，石英砂10~50%，石灰石10 50%，廢玻璃0 15%; 將上述物料球磨混合60~300 min;2) 將球磨后的粉料在1350 1600。C熔化，保溫60 200min，然后將玻璃熔 體水淬成玻璃顆粒；3) 將水淬后的玻璃顆粒球磨，烘干后篩分，獲得粒度小于2mm的玻璃粉末， 將粉末裝入模具中壓制成型，然后放入高溫爐內(nèi)，以2 20。C/min的升溫速率加 熱到600~850。C，保溫60~240 min，接著以2 20。C/min的升溫速率加熱到 700~1000°C，晶化60 240min，然后隨爐冷到室溫，進行切割、打磨、拋光處理。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明綜合利用煤矸石和富氟碳鈰鋇礦稀選尾礦等煤礦廢棄物作為原料制 備微晶玻璃，不僅可以節(jié)省成本，提高礦物廢棄物的利用率，而且解決了礦物 開采廢棄物堆積產(chǎn)生的環(huán)境污染和安全問題。依據(jù)這兩種礦物成分的特點，調(diào) 整其不同的加入量，并通過輔料的配合，保證生產(chǎn)出性能良好的微晶玻璃。根據(jù)煤矸石和富氟碳鈰鋇礦稀選尾礦化學(xué)組成，按重量比配料，煤矸石加入量30 70%，稀選尾礦加入量10 50%。所生產(chǎn)出的微晶玻璃抗壓強度400 580MPa，彎曲強度50 150MPa，耐酸性0.08 0.2，耐堿性0.05 0.08，可作為建筑上的裝飾材料和工業(yè)材料。
具體實施方式
實施例1采用河北峰峰煤礦的煤矸石，包鋼稀土尾礦，根據(jù)這兩種礦物的化學(xué)組成， 按重量比配料煤矸石30%，稀選尾礦30%，石英砂30%，石灰石5%，廢玻璃 5%。將配好的原料用球磨混合，混料時間為60min。將球磨后的粉料在高溫爐 內(nèi)熔化，熔化溫度為135(TC，保溫時間為60min。將玻璃熔體淬水成玻璃顆粒 后球磨，烘干后篩分得粒度小于2mm的玻璃粉末，裝入模具壓制成型，放入高 溫爐內(nèi)，以2°C/min升溫到600°C保溫120 min，然后以2°C/min升溫到700°C 保溫120min，然后隨爐冷到室溫，最后經(jīng)切割、打磨、拋光等表面處理，獲得 生態(tài)微晶玻璃。該微晶玻璃抗壓強度400MPa，彎曲強度50MPa，耐酸性0.08， 耐堿性0.08。 實施例2采用河北峰峰煤礦的煤矸石，包鋼稀土尾礦，根據(jù)這兩種礦物的化學(xué)組成， 按重量比配料煤矸石50%，稀選尾礦10%，石英砂30%，石灰石6%，廢玻璃 4%。將配好的原料用球磨混合，混料時間為300min。將球磨后的粉料在高溫爐 內(nèi)熔化，熔化溫度為150(TC，保溫時間為200min。將玻璃熔體淬水成玻璃顆粒 后球磨，烘干后篩分得粒度小于2mm的玻璃粉末，裝入模具壓制成型，放入高 溫爐中以20°C/min升溫到600°C保溫180 min，然后以5°C/min升溫到700°C保溫120min，然后隨爐冷到室溫，最后經(jīng)切割、打磨、拋光等表面處理，獲得 生態(tài)微晶玻璃。該微晶玻璃抗壓強度480MPa，彎曲強度60MPa，耐酸性O(shè).l， 耐堿性0.06。 實施例3采用河北峰峰煤礦的煤矸石，包鋼稀土尾礦，根據(jù)這兩種礦物的化學(xué)組成， 按重量比配料煤矸石70%，稀選尾礦10%，石英砂10%，石灰石5%，廢玻璃 5%。將配好的原料用球磨混合，混料時間為300min。將球磨后的粉料在高溫爐 內(nèi)熔化，熔化溫度為1600。C，保溫時間為200min。將玻璃熔體淬水成玻璃顆粒 后球磨，烘干后篩分得粒度小于2mm的玻璃粉末，裝入模具壓制成型，放入高 溫爐中以10°C/min升溫到850°C保溫60 min，然后以5°C/min升溫到1000°C 保溫60 min，然后隨爐冷到室溫，最后經(jīng)切割、打磨、拋光等表面處理，獲得 生態(tài)微晶玻璃。該微晶玻璃抗壓強度500MPa，彎曲強度80MPa，耐酸性O(shè).l， 耐堿性0.07。 實施例4采用河北峰峰煤礦的煤奸石，包鋼稀土尾礦，根據(jù)這兩種礦物的化學(xué)組成， 按重量比配料煤矸石40%，稀選尾礦10%，石英砂30%，石灰石10%，廢玻 璃10%。將配好的原料用球磨混合，混料時間為240min。將球磨后的粉料在高 溫爐內(nèi)熔化，熔化溫度為1450°C，保溫時間為200min。將玻璃熔體淬水成玻璃 顆粒后球磨，烘干后篩分得粒度小于2mm的玻璃粉末，裝入模具壓制成型，放 入高溫爐中以10。C/min升溫到800。C保溫180 min，然后以5。C/min升溫到860°C 保溫120min，然后隨爐冷到室溫，最后經(jīng)切割、打磨、拋光等表面處理，獲得 生態(tài)微晶玻璃。該微晶玻璃抗壓強度460MPa，彎曲強度70MPa，耐酸性0.09， 耐堿性0.08。 實施例5采用河北峰峰煤礦的煤矸石，包鋼稀土尾礦，根據(jù)這兩種礦物的化學(xué)組成， 按重量比配料煤矸石35%，稀選尾礦15%，石英砂25%，石灰石10%，廢玻 璃15%。將配好的原料用球磨混合，混料時間為200min。將球磨后的粉料在高 溫爐內(nèi)熔化，熔化溫度為1550°C,保溫時間為150min。將玻璃熔體淬水成玻璃 顆粒后球磨，烘干后篩分得粒度小于2mm的玻璃粉末，裝入模具壓制成型，放 入高溫爐中以8°C/min升溫到750°C保溫200 min，然后以3°C/min升溫到800°C 保溫120min，然后隨爐冷到室溫，最后經(jīng)切割、打磨、拋光等表面處理，獲得 生態(tài)微晶玻璃。該微晶玻璃抗壓強度420MPa，彎曲強度60MPa，耐酸性0.08, 耐堿性0.07。
權(quán)利要求
1、一種生態(tài)微晶玻璃，其特征是它的組分及其重量百分比含量為SiO240～70％，CaO 10～20％，Al2O3 5～15％，F(xiàn)e2O3 1～10％，BaO 1～5％，F(xiàn) 0.1～3％，TiO20.5～3％，稀土氧化物1～5％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)微晶玻璃，其特征在于稀土氧化物為氧化鈰、 氧化鑭或氧化釹。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生態(tài)微晶玻璃的制備方法，其特征在于包括以下1) 根據(jù)煤矸石和富氟碳鈰鋇礦稀選尾礦化學(xué)組成，按重量比配料，煤矸石 30 70%，稀選尾礦10 50%，石英砂10 50%，石灰石10 50%，廢玻璃0 15%; 將上述物料球磨混合60 300 min;2) 將球磨后的粉料在1350 1600。C熔化，保溫60 200min，然后將玻璃熔 體水淬成玻璃顆粒；3) 將水淬后的玻璃顆粒球磨，烘干后篩分，獲得粒度小于2 mm的玻璃粉 末，將粉末裝入模具中壓制成型，然后放入高溫爐內(nèi)，以2 20。C/min的升溫速 率加熱到600 850。C，保溫60 240min，接著以2 20。C/min的升溫速率加熱到 700 1000°C，晶化60 240 min，然后隨爐冷到室溫，進行切割、打磨、拋光處 理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生態(tài)微晶玻璃及其制備方法，該生態(tài)微晶玻璃以煤礦廢棄物煤矸石為主要原料，石英砂、石灰石和廢玻璃等為輔助原料，以富氟碳鈰鋇礦稀選尾礦為晶核劑原料，其組分及其重量百分比含量為SiO<sub>2</sub> 40～70％，CaO10～20％，Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 5～15％，F(xiàn)e<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 1～10％，BaO 1～5％，F(xiàn) 0.1～3％，TiO<sub>2</sub> 0.5～3％，稀土氧化物1～5％。本發(fā)明綜合利用煤矸石和富氟碳鈰鋇礦稀選尾礦等煤礦廢棄物作為原料制備微晶玻璃，不僅可以節(jié)省成本，提高礦物廢棄物的利用率，而且解決了礦物開采廢棄物堆積產(chǎn)生的環(huán)境污染和安全問題。這種資源再生的生態(tài)微晶玻璃可作為高檔建筑裝飾和工業(yè)用材料。
文檔編號C03C10/02GK101224949SQ20081005935
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
發(fā)明者徐利華, 朱麗萍, 翁文劍, 苗順東 申請人:浙江大學(xué)