專利名稱：一種黑色微晶玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于玻璃領(lǐng)域，具體涉及一種黑色微晶玻璃。本發(fā)明還涉及該黑色微晶玻 璃的制備方法。
背景技術(shù)：
微晶玻璃是通過控制玻璃的結(jié)晶而得到的一種多晶材料。微晶玻璃作為一種新型 材料，其應(yīng)用范圍也越來越廣。微晶玻璃板材是微晶玻璃眾多品種中的一種，它是一種新型 高檔建筑裝飾材料，具有強(qiáng)度高、抗磨損、耐腐蝕、耐風(fēng)化、不吸水、清潔維護(hù)方便、無放射性 危害等理化特性以及色調(diào)均勻、光澤柔和晶瑩、表面致密無暇等優(yōu)異的外觀特點。由于微晶 玻璃板材各方面性能均優(yōu)于天然石材，所以現(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。目前產(chǎn)品市場只有白色、灰色和米黃色，顏色單調(diào)。目前生產(chǎn)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業(yè)用化工原 料，存在的缺點是原料成本高；玻璃連續(xù)熔化溫度高，燃料消耗量大，加劇了玻璃液對窯 爐耐火材料的侵蝕；同時由于化工原料較多，也加重了玻璃液對熔爐耐火材料的侵蝕。鐵尾礦是一種鐵礦選礦廠排放的礦業(yè)廢棄物，不僅占用土地，而且污染水和大氣， 破壞生態(tài)環(huán)境，甚至有可能引發(fā)造成危及生命和財產(chǎn)的災(zāi)害性事故。目前我國對鐵尾礦仍 然缺乏積極有效的綜合利用開發(fā)。為了豐富微晶玻璃的顏色，克服現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的缺點，本發(fā)明利用鐵尾礦，變廢為 寶，研發(fā)了一種黑色微晶玻璃。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有微晶玻璃顏色單一，生產(chǎn)工藝成本高的問題，提供了一種 黑色微晶玻璃及其制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種黑色微晶玻璃，是由以下重量份的各組分為原料制備的鐵尾礦25-50石英砂20-50鋰長石10
純堿2-6氧化鋅2-6碳酸鋇2-(
氧化銅0-0. 1二氧化錳0-2氧化鈷0-丨
氧化鉻0-2硝酸鈉0-3所述黑色微晶玻璃的制備方法，包括下述步驟(1)將鐵尾礦依次進(jìn)行干燥、篩分、混合均勻，得到干粉狀的鐵尾礦，含水量為 0. 5-4%，粒度為 40-120 目；(2)將干粉狀的鐵尾礦與其他組分按照所述比例混合；(3)將上述所得混合物置于箱式高溫電爐、玻璃池窯或者坩堝窯中，在溫度 1480 1510°C下熔化1 3小時，得到粘度為10 12Pa. s的玻璃液；(4)將玻璃液流入水中，水淬成為玻璃顆粒料；
(5)將玻璃顆粒料放入模具中進(jìn)行核化和晶化成型，在655°C核化0. 8 1小時， 然后以4. 9°C /min的速度升溫到1020 1050°C，在壓力為25Pa的條件下晶化成型，即得
黑色微晶玻璃。所述鐵尾礦由以下重量百分比的各組分組成Si0225-35% Al2032. 5-4. 5% CaO 8-12%MgO 5-8%K20 0. 5-2%Na20 5-2%Fe20315-20% Ti02 :0. 1-0. 4% 余量為雜質(zhì)。鐵尾礦的基本組份都是Si02、A1203、CaO、MgO、K20、Fe203,但來源不同，其各組份的 含量會有所區(qū)別，采用上述的鐵尾礦，制得的微晶玻璃在抗壓能力，抗彎能力上，效果更佳。所述石英砂可以是脈石英、石英巖、或蛋白石，或者它們以任意比例的混合物。鐵尾礦所含氧化鐵，可以代替現(xiàn)有制備玻璃時使用的氧化鐵原料，鐵尾礦所含的 其他組分可以部分代替石英砂、鋰長石、純堿等原料，降低制作成本，變廢為寶；純堿在熔化 過程中提供氧化鈉，氧化鈉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 夠順利的進(jìn)行，但用量過多則會使產(chǎn)品變形影響平整度；碳酸鋇可以降低玻璃液的粘度， 有利于玻璃的熔化，對玻璃性能的不利影響小于氧化鈉；鐵尾礦中含有較高量的氧化鐵， 在655°C核化，1020 1050°C晶化成型，即得黑色的微晶玻璃，然后在原料中適當(dāng)加入氧化 銅、氧化鉻、二氧化錳或硝酸鈉，可以調(diào)節(jié)產(chǎn)品的顏色和光澤，使得色澤純正均勻。將本發(fā)明所述黑色微晶玻璃與全部用工業(yè)原料生產(chǎn)的普通微晶玻璃的特性進(jìn)行 對比試驗，所得結(jié)果如表1所示表1 由表1可以看出，本發(fā)明所述的黑色微晶玻璃的抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度以及抗沖擊 強(qiáng)度，都要優(yōu)于現(xiàn)有的普通微晶玻璃。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果(1)將鐵尾礦這種廢棄物作為一種黑色微晶玻璃原料加以利用，變廢為寶，不僅能減少污染、保護(hù)環(huán)境，而且能提高產(chǎn)品理化性能，解決微晶玻璃顏色單一的問題；(2)同時鐵尾礦可以全部取代氧化鐵，部分代替石英砂、鋰長石、石灰石、純堿等常 規(guī)原料，能降低玻璃原料成本25%以上；(3)由于減少了常規(guī)礦物和化工原料的用量，能減輕玻璃液對玻璃熔爐耐火材料 的侵蝕，延長了設(shè)備的使用年限；(4)用鐵尾礦代替部分化工原料后，傳統(tǒng)使用的石英砂、氧化鋁等難熔組分中有 一部分已經(jīng)是鐵尾礦中的固有物質(zhì)成分，因此可以將玻璃的熔化溫度從1550°C降低至 1460°C，并提高了玻璃的熔制速度和熔窯效率，從而降低了能耗，提高了經(jīng)濟(jì)效益；(5)本發(fā)明所述黑色微晶玻璃是一種綠色環(huán)保型建筑裝飾材料，可以廣泛應(yīng)用于 火車站、機(jī)場、地鐵、銀行、商廈、醫(yī)院、博物館、圖書館和民居等建筑物的內(nèi)外墻、地面、臺 階、廊柱、臺面等各類建筑裝修工程中。
具體實施例方式表 2 所述鐵尾礦包括以下重量百分比的各組分Si022 5_35%，Al2032. 5-4.5 %,Ca08-12%, Mg05-8%, K200. 5-2%, Na205-2%, Fe20315-20%, Ti02 :0. 1-0. 4%，余量為雜質(zhì)。實施例1根據(jù)表2所述，稱取實施例1所述的各組分，其中石英砂為脈石英。制備方法包括下述步驟(1)將鐵尾礦依次進(jìn)行干燥、篩分、混合均勻，得到干粉狀的鐵尾礦，含水量為 0.5%，粒度為40目；(2)將干粉狀的鐵尾礦與其他組分按照所述比例混合；(3)將上述所得混合物置于箱式高溫電爐中，在溫度1500°C下熔化1小時，得到粘 度為10Pa. s的玻璃液；(4)將玻璃液流入水中，水淬成為玻璃顆粒料；(5)將玻璃顆粒料放入模具中進(jìn)行核化和晶化成型，在655°C核化0.8小時，然后 以4. 9°C /min的速度升溫到1020，在壓力為25Pa的條件下晶化成型，即得黑色微晶玻璃。實施例2根據(jù)表2所述，稱取實施例2所述的各組分，其中石英砂包括40 %的脈石英與 60%石英巖的混合物。制備方法包括下述步驟(1)將鐵尾礦依次進(jìn)行干燥、篩分、混合均勻，得到干粉狀的鐵尾礦，含水量為 1%，粒度為80目；(2)將干粉狀的鐵尾礦與其他組分按照所述比例混合；(3)將上述所得混合物置于箱式高溫電爐中，在溫度1510°C下熔化2小時，得到粘 度為10. 5Pa. s的玻璃液；(4)將玻璃液流入水中，水淬成為玻璃顆粒料；(5)將玻璃顆粒料放入模具中進(jìn)行核化和晶化成型，在655°C核化1小時，然后以 4. 9°C /min的速度升溫到1030°C，在壓力為25Pa的條件下晶化成型，即得黑色微晶玻璃。實施例3根據(jù)表2所述，稱取實施例3所述的各組分，其中石英砂為蛋白石。制備方法包括下述步驟(1)將鐵尾礦依次進(jìn)行干燥、篩分、混合均勻，得到干粉狀的鐵尾礦，含水量為 3%，粒度為120目；(2)將干粉狀的鐵尾礦與其他組分按照所述比例混合；(3)將上述所得混合物置于箱式高溫電爐中，在溫度1480°C下熔化2. 5小時，得到 粘度為UPa. s的玻璃液；(4)將玻璃液流入水中，水淬成為玻璃顆粒料；(5)將玻璃顆粒料放入模具中進(jìn)行核化和晶化成型，在655°C核化0.9小時，然后 以4. 9°C /min的速度升溫到1050°C，在壓力為25Pa的條件下晶化成型，即得黑色微晶玻璃。實施例4制備方法包括下述步驟(1)將鐵尾礦依次進(jìn)行干燥、篩分、混合均勻，得到干粉狀的鐵尾礦，含水量為4%，粒度為100目；(2)將干粉狀的鐵尾礦與其他組分按照所述比例混合；(3)將上述所得混合物置于箱式高溫電爐中，在溫度1490°C下熔化3小時，得到粘 度為12Pa. s的玻璃液；(4)將玻璃液流入水中，水淬成為玻璃顆粒料；(5)將玻璃顆粒料放入模具中進(jìn)行核化和晶化成型，在655°C核化0.8小時，然后 以4. 9°C /min的速度升溫到1050°C，在壓力為25Pa的條件下晶化成型，即得黑色微晶玻
^^ o實施例5根據(jù)表2所述，稱取實施例5所述的各組分，其中石英砂包括30%的脈石英，10% 的石英巖，60%蛋白石。制備方法同實施例2實施例6根據(jù)表2所述，稱取實施例6所述的各組分，其中石英砂包括80%的石英巖，20%
蛋白石。制備方法同實施1實施例7根據(jù)表2所述，稱取實施例7所述的各組分，其中石英砂范圍石英巖。制備方法同實施例權(quán)利要求
一種黑色微晶玻璃，其特征是由以下重量份的各組分為原料制備的鐵尾礦 25-50石英砂20-50 鋰長石 10-32純堿2-6 氧化鋅2-6碳酸鋇 2-6氧化銅 0-0.1二氧化錳 0-2氧化鈷 0-0.2氧化鉻 0-2 硝酸鈉0-3所述的黑色微晶玻璃的制備方法，包括下述步驟(1)將鐵尾礦依次進(jìn)行干燥、篩分、混合均勻，得到干粉狀的鐵尾礦，含水量為0.5-4％，粒度為40-120目；(2)將干粉狀的鐵尾礦與其他組分按照所述比例混合；(3)將上述所得混合物置于箱式高溫電爐、玻璃池窯或者坩堝窯中，在溫度1480～1510℃下熔化1～3小時，得到粘度為10～12Pa.s的玻璃液；(4)將玻璃液流入水中，水淬成為玻璃顆粒料；(5)將玻璃顆粒料放入模具中進(jìn)行核化和晶化成型，在655℃核化0.8～1小時，然后以4.9℃/min的速度升溫到1020～1050℃，在壓力為25Pa的條件下晶化成型，即得黑色微晶玻璃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種黑色微晶玻璃，其特征是所述鐵尾礦由以下重量百分比的 各組分組成Si02 2 5-35% Al2032. 5-4. 5% CaO 8-12% MgO 5-8%K20 0. 5-2%Na20 5-2%Fe20315-20% Ti02 :0. 1-0. 4% 余量為雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種黑色微晶玻璃，其特征是所述石英砂可以是脈石英、石 英巖、或蛋白石，或者它們以任意比例的混合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種黑色微晶玻璃及其制備方法，是為了解決現(xiàn)有微晶玻璃顏色單一，生產(chǎn)工藝成本高的問題。一種黑色微晶玻璃，是由以下重量份的各組分為原料制備的鐵尾礦25-50，石英砂20-50，鋰長石10-32，純堿2-6，氧化鋅2-6，碳酸鋇2-6，氧化銅0-0.1，二氧化錳0-2，氧化鈷0-0.2氧化鉻0-2，硝酸鈉0-3。本發(fā)明將鐵尾礦這種廢棄物作為一種黑色微晶玻璃原料加以利用，變廢為寶，不僅能減少污染、保護(hù)環(huán)境，而且能提高產(chǎn)品理化性能，解決微晶玻璃顏色單一的問題；減輕了玻璃液對玻璃熔爐耐火材料的侵蝕，延長了設(shè)備的使用年限；本發(fā)明所述的黑色微晶玻璃用途廣泛。
文檔編號C03C6/04GK101857367SQ201010210418
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者衛(wèi)可, 張登峰 申請人:浮山縣晉盛新型建筑材料有限責(zé)任公司