專利名稱：利用白云石生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種建筑建材行業(yè)，特別是利用豐富而又廉價(jià)的白云石生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
I、我國白云石的現(xiàn)況、應(yīng)用和用途白云石主要成分是碳酸鈣和碳酸鎂的復(fù)鹽，分子式為CaCO3 MgCO3，六方晶系，比重2. 80 2. 99，莫氏硬度3. 5 4. 5，理論組成為 CaO 30. 41%,MgO 21. 87%,CO2 47. 72%,CaO/MgO比為I. 39，一般白云石含氧化鈣29 33%、氧化鎂16 22%，還含有少量的氧化鐵(Fe2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)等。 白云石是自然界中廣泛分布的一種礦物，主要有沉積和熱液兩種成因。它通常存在于結(jié)晶石灰?guī)r以及其它富含鎂的變質(zhì)巖中，部分產(chǎn)于熱液礦脈和碳酸鹽巖石的孔穴內(nèi)，偶而作為各種沉積巖的膠結(jié)物，它是組成白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r的主要礦物，也是巖衆(zhòng)成因的碳酸巖的主要組成礦物之一，為碳酸鹽巖中最常見的一種造巖礦物。白云石特征、一般用途及應(yīng)用領(lǐng)域。白云石具有玻璃光澤，菱面體解理完全，莫氏硬度3. 5 4，比重2. 85 3. 2，遇冷稀鹽酸時(shí)緩慢起泡，是組成白云巖的主要礦物。白云石可以作為堿性耐火材料和高爐煉鐵的熔劑、造渣劑、水泥原料、玻璃熔劑、窯業(yè)、肥料、建筑與裝飾用石材、油漆、殺蟲劑與醫(yī)藥等各種用途，部分白云石可作提取鎂的原料，以及生產(chǎn)玻璃和陶瓷的原料?？捎糜诮ú摹⑻沾?、玻璃和耐火材料、化工以及農(nóng)業(yè)、環(huán)保、節(jié)能等領(lǐng)域。從歷史上的建筑物來看，白云石用作外墻表面，經(jīng)受風(fēng)化或侵蝕的能力比大理石和石灰石要強(qiáng)，因?yàn)槠浞浇馐可?，所以對大氣的污?主要以酸為主)耐候性較強(qiáng)，但日久天長，后，亦極易受污，而且維護(hù)不易且費(fèi)用高。總的來說，大理石、白云石和石灰石都屬于材質(zhì)較軟的石材，因此在施工過程中以及日后的使用過程中都極易受到外界的污染，暴露出其耐污性差的弱點(diǎn)，如易受雨水、污垢等污染。較花崗石而言，這三種石材透水性高，更容易受到污染。為解決這一問題，本發(fā)明為充分利用自然界的白云石提供了一條切實(shí)可行的方法。自然界分布情況在自然界中分布廣且易于獲取。中國白云石資源豐富，品質(zhì)優(yōu)良，我國是世界上白云石礦資源豐富的國家之一，主要分布在山東、河南、河北、江蘇、江西、安徽、東北三省等等。綜上所述，我國白云石幾種主要用途(I)最常見的是堿性耐火材料和高爐煉鐵的熔劑造渣劑、水泥原料、玻璃熔劑。這樣的用途明顯屬于高能耗低附加值產(chǎn)品，開發(fā)利用價(jià)值極為低下。(2)部分白云石可作提取鎂的原料，以及生產(chǎn)傳統(tǒng)玻璃和陶瓷的原料。(3)再者就是應(yīng)用于農(nóng)業(yè)上，尤其是酸性土壤上，補(bǔ)充植物鈣和鎂的吸收損失，改良土壤和改善植物對土壤酸性物質(zhì)的吸引利用。白云石雖然在自然界中蘊(yùn)藏量豐富，面廣量豐，但畢竟是不可再生資源，在開發(fā)應(yīng)用時(shí)，取最短的工序，最可能簡單的方法，以低成本、高質(zhì)量，提高市場競爭能力。本發(fā)明為豐富的白云石充分利用提升其產(chǎn)業(yè)價(jià)值提供了一條切實(shí)可行的方法。2、微晶板材技術(shù)現(xiàn)狀微晶板材，又稱玻璃陶瓷，具有優(yōu)良的理化性能，其莫氏硬度為5. 5 8，抗壓強(qiáng)度為360 680MPa，抗折強(qiáng)度為30 70MPa，抗沖擊強(qiáng)度為2. 0 4. 8Kg/cm2，光澤度為90 110光澤單位，膨脹系數(shù)為(I 80) X 10_7/°C，吸水率< 0. 05%，具有良好的耐酸堿性能，因此被廣泛用作建筑裝飾材料、臺面板材、管材、鑄件、密封件等，經(jīng)拋光后的板材產(chǎn)品表面具有美倫美幻、感觀高雅的紋理和晶瑩柔和的光澤，更受到建筑設(shè)計(jì)界和業(yè)主的青睞。正是因?yàn)榫哂羞@些色澤美觀、外表華麗、耐磨損、不退色、耐腐蝕、安全、環(huán)保、衛(wèi)生、自潔等特殊性能，使微晶板材成為二十一世紀(jì)天然石材和陶瓷面磚的最佳替代產(chǎn)品，成為國際流行的環(huán)保建筑裝飾新材料，被廣泛應(yīng)用于中高檔級賓館、飯店、商場、寫字樓、車站、機(jī)場、住宅等建筑物中，用于內(nèi)、外墻、地面、臺面的裝飾裝潢以及市場上其它眾多的中高檔建筑如賓館、商場、郵局、電信局、醫(yī)院、銀行、電力、城市建設(shè)等公共場所。 在歐、美、俄、日國家，微晶板材的研究起步較早，微晶板材七十年代開始流行，目前只有少數(shù)工業(yè)比較先進(jìn)的國家如美國、前蘇聯(lián)和日本能組織工業(yè)化生產(chǎn)，他們是用純化學(xué)原料SiO2, Al2O3, CaO等配制而成，其生產(chǎn)方法主要有兩種，一種是壓延法，先將微晶板材原料機(jī)壓成型，然后再進(jìn)行晶化；另一種是水淬法，先將微晶板材原料熔化成玻璃渣料，再機(jī)壓成型或利用匣缽成型，最后進(jìn)行晶化。在起始階段，產(chǎn)品主要使用礦渣與其它玻璃原料混合熔化后，采用壓延法工藝生產(chǎn)制成平板結(jié)晶化玻璃，再經(jīng)拋磨后，使之具有漂亮花紋的板材，用于建筑裝飾。微晶板材采用清潔的生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生污染物，并可大量利用礦產(chǎn)碎荒料作為生產(chǎn)所需原料，變廢為寶，節(jié)省自然資源，故早在1987年就被國際環(huán)保組織認(rèn)定為“可持續(xù)發(fā)展的綠色建材”。二十多年來，微晶板材以其獨(dú)特優(yōu)越的美感、高檔質(zhì)感、理化性能指標(biāo)以及“安全、健康、衛(wèi)生”的環(huán)保性能已被世界各國的建筑行業(yè)所認(rèn)同，并廣泛應(yīng)用于地鐵、賓館、酒樓、機(jī)場、商業(yè)大廈等各類高級場館中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用白云石，經(jīng)簡單粗碎加工后，用來生產(chǎn)微晶板材的配方和相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，就是針對國內(nèi)大量的白云石作為主要原料，配以石英砂，添加部分輔助原料，可以不用或少用金屬氧化物，生產(chǎn)微晶板材，而且顏色可以根據(jù)添加著色劑進(jìn)行調(diào)整，大大降低生產(chǎn)成本，降低晶化溫度，縮短晶化保溫時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)省能源。本發(fā)明利用資源豐富的白云石，經(jīng)簡單粉碎后為主要原料，配以石英砂，生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，輔助原料主要有工業(yè)氧化鋁、碳酸鈣粉、助熔劑工業(yè)純堿、工業(yè)硼砂、工業(yè)氧化鋅、著色劑、氧化劑、澄清劑等，這些輔助原料合理的搭配使用對于生產(chǎn)微晶板材十分有利，尤其是著色劑的選擇和適量應(yīng)用，可以生產(chǎn)出玉青色、綠色、藍(lán)色、灰色、黃色、黑色等等其它顏色微晶板材，而且生產(chǎn)白色微晶板材產(chǎn)品更加晶瑩亮麗，同時(shí)大大降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明利用白云石為主要原料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝包括下列步驟I.混合原料將原料按下列粒度、重量百分比混合在一起，混拌均勻
石英砂(粉)粒度0.1 0.7mm40 ~ 55%
白云石砂(粉)粒度0.1~2.2mm15-30%
碳酸鈣粒度0.1 ~ 2.2mm8 20%
Tmm3.5-10%
工業(yè)氧化鋁3.0-8%
工業(yè)硼砂0 5.5%
工業(yè)碳酸鋇3.5-8.5%
工業(yè)氧化鋅0 ~ 6.5%
澄清劑0 ~ 1%
氧化劑0 ~ 2.5%
著色劑0-10%其中所說的著色劑包括Cr203、CoO、CuO、氧化鎳、氧化亞鎳、氧化鐵、氧化猛、鎘紅、鋪黃、砸粉等等對微晶板材具有著色效果的原料；2.高溫熔化將上述混合原料放入玻璃熔化爐內(nèi)熔化成玻璃液，熔化溫度1450 1580 0C ；3.水淬使玻璃液流入水槽內(nèi)，水淬成直徑0 6mm的顆粒料；
4.裝模將上述粒料裝入模具內(nèi)；5.加熱晶化將上述布好粒料的模具放入晶化窯爐內(nèi)加熱晶化，晶化溫度850 1180°C，晶化保溫時(shí)間10 100分鐘；6.出窯在晶化窯內(nèi)退火，退火至溫度150 250°C，時(shí)間3 10小時(shí)，出窯冷卻；7.脫模出窯冷卻，把模具內(nèi)的半成品即微晶毛板取出，放置微晶毛板區(qū)域，待加工；8.加工處理對微晶毛板進(jìn)行研磨、拋光、切割，包裝為成品，待售。本產(chǎn)品生產(chǎn)工藝采用水淬燒結(jié)晶化法，水淬燒結(jié)晶化法是將特定的配合原料熔化成玻璃液流出，經(jīng)水淬壓片后，成為特定范圍細(xì)度的小顆粒，然后干燥鋪放在特制耐火材料模具上進(jìn)入晶化窯爐，完成熱處理受控晶化過程而成為微晶毛板，出窯冷卻后，再進(jìn)行磨拋處理，切割包裝為成品。本生產(chǎn)工藝獨(dú)到之處是應(yīng)用了表面玻璃粒料預(yù)處理工藝和多階段工序的受控晶化熱處理工藝新技術(shù)，并使用國內(nèi)外先進(jìn)水準(zhǔn)的熱工界面柔性調(diào)整控制系統(tǒng)技術(shù)，最大限度地縮小了在窯內(nèi)燃燒過程中的各個(gè)階段性溫差，確保形成產(chǎn)品的最低可控制平整度指標(biāo)，并使得產(chǎn)品表面晶紋和立體效果達(dá)到最佳狀態(tài)，從而使產(chǎn)品各項(xiàng)綜合性能指標(biāo)得到大幅度提聞。其生產(chǎn)工藝流程圖如下原料一混合一熔化一水淬一入模一晶化處理一出窯一檢驗(yàn)一磨拋一切割一檢驗(yàn)—包裝一成品用本發(fā)明的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的微晶板材，結(jié)構(gòu)主晶相為￠-硅灰石和透輝石，該種
微晶板材的機(jī)械性能及理化指標(biāo)為比重2.6 ~ 2.75耐酸率>98%
莫式硬度6.0 8.5光澤度>90光澤單位
抗拉強(qiáng)度320~420mpa 吸水率<0.05%
抗折強(qiáng)度38-62 mpa耐堿率>96%本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較其主要優(yōu)點(diǎn)是，利用資源豐富的白云石，經(jīng)簡單粉碎后為主要原料，配以石英砂，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)微晶板材，大大降低原料成本，降低晶化溫度和縮短晶化時(shí)間，可連續(xù)生廣，從而提聞生廣效率，廣量提聞，節(jié)省能源，提聞企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。下面結(jié)合實(shí)施例做進(jìn)一步描述。實(shí)施例一
石英砂(粉)48%白云石砂20% 工業(yè)氧化鋁5.5%
工業(yè)碳酸鋇 3.5%工業(yè)純堿5% 工業(yè)氧化鋅1.4%
工業(yè)硼砂 2.6%氧化劑0% 澄清劑0.0%
碳酸鈣 14%著色劑0%將上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化爐內(nèi)經(jīng)1480°C溫度熔化成玻璃液，再經(jīng)水淬成6mm以下的顆粒料，裝入模具內(nèi)，放入晶化窯內(nèi)加熱至1160°C進(jìn)行晶化，晶化保溫時(shí)間60分鐘，然后退火冷卻，冷卻至200°C，時(shí)間5小時(shí)，出窯后經(jīng)脫模、研磨、拋光、切割得到白色微晶板材成品。實(shí)施例二
石英砂(粉)44%白云石砂19.6%工業(yè)氧化鋁5.0%
工業(yè)碳酸鋇 7.1%工業(yè)純堿 6.4% 工業(yè)氧化鋅0%
工業(yè)硼砂 3.0%氧化劑1.5% 澄清劑0.4%
碳酸括 13%著色劑0%將上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化爐內(nèi)經(jīng)1500°C溫度熔化成玻璃液，再經(jīng)水淬成6_以下的顆粒料，裝入模具內(nèi)，放入晶化窯內(nèi)加熱至1150°C進(jìn)行晶化，晶化保溫時(shí)間40分鐘，然后退火冷卻，冷卻至200°C，時(shí)間5小時(shí)，出窯后經(jīng)脫模、研磨、拋光、切割得到精白玉色微晶板材成品。實(shí)施例三
石英砂(粉)46%白云石砂24.7%工業(yè)氧化招4.0%
工業(yè)碳酸鋇 4.6%工業(yè)純堿5.0% 工業(yè)氧化鋅0%
工業(yè)硼砂 3.3%氧化劑0% 澄清劑0.4%
碳酸鈣 11.5%復(fù)合著色劑 0.5%將上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化爐內(nèi)經(jīng)1550°c溫度熔化成玻璃液，再經(jīng)水淬成6_以下的顆粒料，裝入模具內(nèi)，放入晶化窯內(nèi)加熱至1120°C進(jìn)行晶化，晶化保溫時(shí)間80分鐘，然后退火冷卻，冷卻至200°C，時(shí)間5小時(shí)，出窯后經(jīng)脫模、研磨、拋光、切割得到淺灰色微晶板材成品。
權(quán)利要求
1.利用白云石為主要原料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝， 其特征在于包括下列步驟 (1)拌料將原料按下列粒度、重量百分比混合在一起，混拌均勻石英砂(粉)粒度0.1 0.7mm40- 55%白云石砂(粉)粒度0.1 ~2.2mm15-30%碳酸鈣粒度0.1 ~ 2.2mm8 ~ 20%工業(yè)純堿3.5 ~ 10%工業(yè)氧化鋁3.0-8%工業(yè)硼砂O ~ 5.5%工業(yè)碳酸鋇3.5-8.5%工業(yè)氧化鋅O ~ 6.5%澄清劑O ~ 1%氧化劑O ~ 2.5%著色劑O 10% 其中所說的著色劑包括Cr2O3、CoO、CuO、氧化鎳、氧化亞鎳、氧化鐵、氧化猛、鎘紅、鎘黃、硒粉等等對微晶板材具有著色效果的原料； (2)高溫熔化將上述混合原料放入玻璃熔化爐內(nèi)熔化成玻璃液，熔化溫度1450 1580 0C ； (3)水淬使玻璃液流入水槽內(nèi)，水淬成直徑O 6mm的顆粒料； (4)裝模將上述粒料裝入擺放好的模具內(nèi)； (5)加熱晶化將上述布好粒料的模具放入晶化窯爐內(nèi)加熱晶化，晶化溫度850 1180°C，晶化保溫時(shí)間10 100分鐘； (6)退火出窯在晶化窯內(nèi)退火，退火至溫度150 250°C，時(shí)間3 10小時(shí)，出窯冷卻； (7)脫模出窯冷卻，把模具內(nèi)的半成品即微晶毛板取出，放置微晶毛板區(qū)域，待加工； (8)加工處理對微晶毛板進(jìn)行研磨、拋光、切割，包裝為成品，待售。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用白云石為主要原料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，其特征在于白云石要求如下 白云石的粒度在O. I 2. 2mm最為適宜； 白云石其主要成分是碳酸鈣和碳酸鎂的復(fù)鹽，分子式為CaCO3 · MgCO3，六方晶系，比重280 2. 99， 莫氏硬度3. 5 4. 5，含有少量的氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、三氧化二鐵(Fe2O3)等雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用白云石為主要原料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，其特征在于水淬燒結(jié)晶化法是將特定的配合原料熔化成玻璃液流出，經(jīng)水淬壓片后，成為特定范圍細(xì)度的小顆粒，然后干燥鋪放在特制耐火材料模具上，進(jìn)入晶化窯爐，完成熱處理受控晶化過程而成為微晶毛板，出窯冷卻后，再進(jìn)行磨拋處理，切割包裝為成品。本生產(chǎn)工藝獨(dú)到之處是應(yīng)用了表面玻璃粒料預(yù)處理工藝和多階段工序的受控晶化熱處理工藝新技術(shù)，并使用國內(nèi)外先進(jìn)水準(zhǔn)的熱工界面柔性調(diào)整控制系統(tǒng)技術(shù)，最大限度地縮小了在窯內(nèi)燃燒過程中的各個(gè)階段性溫差，確保形成產(chǎn)品的最低可控制平整度指標(biāo)，并使得產(chǎn)品表面晶紋和立體效果達(dá)到最佳狀態(tài)，從而使產(chǎn)品各項(xiàng)綜合性能指標(biāo)得到大幅度提高。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的利用白云石為主要原料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，其特征在于其生產(chǎn)工藝流程是原料一混合一熔化一水淬一入模一晶化處理一出窯一檢驗(yàn)一磨拋一切割一檢驗(yàn)一包裝一成品。
用本發(fā)明的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的微晶板材，結(jié)構(gòu)主晶相為β_硅灰石和部分透輝石，該種微晶板材的機(jī)械性能及理化指標(biāo)為 比重 2.6 2.75耐酸率>98%莫式硬度 6.0 8.5光澤度>90光澤單位抗拉強(qiáng)度 320~420mpa 吸水率<0.05%抗折強(qiáng)度 38 ~ 62 mpa耐堿率>96%
全文摘要
本發(fā)明利用白云石生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，利用白云石為主要原料，配以石英砂，生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，配方包括白云石砂(粉)、石英砂(或粉)、工業(yè)氧化鋁、工業(yè)純堿、工業(yè)碳酸鋇、碳酸鈣、著色劑、氧化劑及澄清劑，其主要生產(chǎn)工藝是將上述原料混拌均勻，放入熔化窯爐內(nèi)經(jīng)1450～1580℃熔化成玻璃液，再經(jīng)水淬成0～6mm顆粒，裝入模具后進(jìn)入晶化窯內(nèi)經(jīng)850～1180℃晶化燒成，晶化保溫時(shí)間10～100分鐘，然后退火出窯，經(jīng)脫模、研磨、拋光、切割、包裝后即得微晶板成品，本發(fā)明具有產(chǎn)品原料來源廣泛易得，成本低，晶化時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，節(jié)省能源，不加著色劑情況下產(chǎn)品精白如鈺、高貴雅麗等特點(diǎn)。
文檔編號C03C10/06GK102795776SQ20111013884
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者趙保華, 陳國華, 梁東成, 陳海 申請人:淄博鈺晶新型材料科技有限公司, 趙保華