專利名稱：基于煤矸石的人造硯石及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工藝品生產(chǎn)領(lǐng)域，具體說是利用工業(yè)固體廢棄物一煤矸石生產(chǎn)的人造硯石及其制造方法。
背景技術(shù)：
煤矸石是煤炭生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物，是我國(guó)排放量最多的工業(yè)固體廢棄物之一，目前已累計(jì)堆積30億噸以上，而且每年仍在以1-2億噸的速度增長(zhǎng)。企業(yè)一般采用露天堆放的方式處理煤矸石，這一方面占用了大量土地，另一方面，煤矸石中的有害物質(zhì)會(huì)污染地下水和周圍的空氣，因而對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。多年來，人們采用了多種技術(shù)對(duì)煤矸石進(jìn)行綜合利用，如從中提取有益的化學(xué)組分、以煤矸石為原料生產(chǎn)建材等，但這些技術(shù)均在一定程度上存在缺陷，如提取有益組分后仍然會(huì)產(chǎn)生工業(yè)固 體廢棄物，而且在提取有益組分時(shí)，一般需要加入一定量的反應(yīng)物，這樣在很多情況下產(chǎn)生的廢棄物的量比煤矸石還要多；在建材中的應(yīng)用方面也存在質(zhì)量不穩(wěn)定、能耗聞等問題?；谏鲜鲈?，目前市場(chǎng)上迫切需要對(duì)鋼渣綜合利用的新技術(shù)、新工藝。從古代開始，硯石就是深受人們喜愛的一種工藝品，具有很高的欣賞性和收藏價(jià)值?；瘜W(xué)成分測(cè)試表明，硯石的成分與煤矸石具有很大程度的相似性。本專利的發(fā)明人從2009年4月起從事人造玉的研制工作，已開發(fā)出人造羊脂玉、墨玉、碧玉等多種產(chǎn)品，性能優(yōu)良，在工藝品領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)技術(shù)存在的缺陷，以煤矸石為原料生產(chǎn)具有高附加值的產(chǎn)品——人造硯石，從而為煤矸石的綜合利用開辟一條新的途徑。本發(fā)明的特征是以煤矸石為主要原料，同時(shí)加入一定量的添加劑，經(jīng)過稱量、粉碎、研磨、混料、攪拌、熔煉、雕琢工藝制備人造硯石。本發(fā)明的制備方法為:
1.人造硯石的生產(chǎn)原料及配比:
煤矸石:40-90%
石英粉:10_35%
氧化鋁:5-15%
純堿:5-25%
硅酸鈉:10-30%
碳酸鈣:5-15%
碳酸鉀:5-15%
上述原料可以同時(shí)使用也可以部分使用，根據(jù)對(duì)產(chǎn)品的性能要求和生產(chǎn)成本決定。2.人造硯石的制備工藝為:(1)按要求稱量各種原料；
(2)將塊狀原料破碎、研磨；
(3)將各種原料放入容器中混合并攪拌，使原料成分均勻；
(4)將混合均勻的原料倒入坩堝，放入冶煉爐中進(jìn)行熔煉，特征為:將原料放入坩堝中，在室溫下裝入冶煉爐，隨爐升溫；加熱溫度為800— 1650°C，保溫3小時(shí)；隨爐冷卻，在冷卻過程中爐門始終關(guān)閉；
(5)產(chǎn)品冷卻至室溫后，從爐中取出；
(6)從坩堝中取出人造硯石坯料，然后根據(jù)具體的產(chǎn)品的不同進(jìn)行雕琢，最終得到成品。
本發(fā)明的有益效果:
根據(jù)本發(fā)明制備的人造硯石質(zhì)地細(xì)膩堅(jiān)韌、光澤溫潤(rùn)柔和，而且具有良好的力學(xué)性能，如較高的硬度、韌性及耐磨性、耐高溫性、耐腐蝕性、耐候性等，可用于工藝品領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明以煤矸石為生產(chǎn)原料生產(chǎn)具有高附加值的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤矸石的高附加值利用，為工業(yè)固體廢棄物的綜合利用開辟了一條新途徑。本發(fā)明的原料來源廣泛，使用的添加劑為市場(chǎng)上常見的化工產(chǎn)品，價(jià)格低廉。在制備工藝方面，本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備的要求比較低，對(duì)操作人員的技能也沒有特殊要求，普通工人都可以操作。綜上所述，本發(fā)明具有較高的實(shí)用性和推廣應(yīng)用價(jià)值。


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圖1是人造硯石的制備工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
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實(shí)施例1:按圖1所示，人造硯石的生產(chǎn)原料及配比為:
煤矸石:40-90%
石英粉:10_35%
氧化鋁:5-15%
制備工藝為:
(1)按要求稱量各種原料；
(2)將塊狀原料破碎、研磨；
(3)將各種原料放入容器中混合并攪拌，使原料成分均勻；
(4)將混合均勻的原料倒入坩堝，放入冶煉爐中進(jìn)行熔煉，特征為:將原料放入坩堝中，在室溫下裝入冶煉爐，隨爐升溫；加熱溫度為900°C，保溫3小時(shí)；隨爐冷卻，在冷卻過程中爐門始終關(guān)閉；
(5)產(chǎn)品冷卻至室溫后，從爐中取出；
(6)從坩堝中取出人造硯石坯料，然后根據(jù)具體的產(chǎn)品的不同進(jìn)行雕琢，最終得到成品。實(shí)施例2:按圖1所示，人造硯石的生產(chǎn)原料及配比為:
煤矸石:40-90%石英粉:10_35%
氧化鋁:5-15%
純堿:5-25%制備工藝為:
(1)按要求稱量各種原料；
(2)將塊狀原料破碎、研磨；
(3)將各種原料放入容器中混合并攪拌，使原料成分均勻；
(4)將混合均勻的原料倒入坩堝，放入冶煉爐中進(jìn)行熔煉，特征為:將原料放入坩堝中，在室溫下裝入冶煉爐，隨爐升溫；加熱溫度為ΙΟΟΟ ，保溫3小時(shí)；隨爐冷卻，在冷卻過程中爐門始終關(guān)閉；
(5)產(chǎn)品冷卻至室溫后，從爐中取出；
(6)從坩堝中取出人造硯石坯料，然后根據(jù)具體的產(chǎn)品的不同進(jìn)行雕琢，最終得到成
品O實(shí)施例3:按圖1所示，人造硯石的生產(chǎn)原料及配比為:
煤矸石:40-90%
石英粉:10_35%
氧化鋁:5-15%
純堿:5-25%
硅酸鈉:10-30%
制備工藝為:
(1)按要求稱量各種原料；
(2)將塊狀原料破碎、研磨；
(3)將各種原料放入容器中混合并攪拌，使原料成分均勻；
(4)將混合均勻的原料倒入坩堝，放入冶煉爐中進(jìn)行熔煉，特征為:將原料放入坩堝中，在室溫下裝入冶煉爐，隨爐升溫；加熱溫度為1150°C，保溫3小時(shí)；隨爐冷卻，在冷卻過程中爐門始終關(guān)閉；
(5)產(chǎn)品冷卻至室溫后，從爐中取出；
(6)從坩堝中取出人造硯石坯料，然后根據(jù)具體的產(chǎn)品的不同進(jìn)行雕琢，最終得到成
品O實(shí)施例4:按圖1所示，人造硯石的生產(chǎn)原料及配比為:
煤矸石:40-90%
石英粉:10_35%
氧化鋁:5-15%
純堿:5-25%
硅酸鈉:10-30%
碳酸鈣:5-15%
碳酸鉀:5-15%
制備工藝為:
(1)按要求稱量各種原料；
(2)將塊狀原料破碎、研磨；
(3)將各種原料放入容器中混合并攪拌，使原料成分均勻；
(4)將混合均勻的原料倒入坩堝，放入冶煉爐中進(jìn)行熔煉，特征為:將原料放入坩堝中，在室溫下裝入冶煉爐，隨爐升溫；加熱溫度為1300°C，保溫3小時(shí)；隨爐冷卻，在冷卻過程中爐門始終關(guān)閉；
(5)產(chǎn)品冷卻至室溫后，從爐中取出；
(6)從坩堝中取出人造硯石坯料，然后根據(jù)具體的產(chǎn)品的不同進(jìn)行雕琢，最終得到成
品ο`
權(quán)利要求
1.一種人造硯石，其特征在于，其原料為煤矸石、石英粉、氧化鋁、純堿、硅酸鈉、碳酸鈣、碳酸鉀中的全部或部分，其重量化學(xué)組成為鋼渣40-90%，石英粉10-35%，氧化鋁.5-15%，純堿5-25%，硅酸鈉10-30%，碳酸鈣5_15%，碳酸鉀5_15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人造硯石的制備方法，其特征在于它由下述步驟實(shí)現(xiàn) (1)按要求稱量各種原料； (2)將塊狀原料破碎、研磨； (3)將各種原料放入容器中混合并攪拌，使原料成分均勻； (4)將混合均勻的原料倒入坩堝，放入冶煉爐中進(jìn)行熔煉，特征為將原料放入坩堝中，在室溫下裝入冶煉爐，隨爐升溫；加熱溫度為800— 1650°C，保溫3小時(shí)；隨爐冷卻，在冷卻過程中爐門始終關(guān)閉； (5)產(chǎn)品冷卻至室溫后，從爐中取出； (6)從坩堝中取出人造硯石坯料，然后根據(jù)具體的產(chǎn)品的不同進(jìn)行雕琢，最終得到成品ο
全文摘要
本發(fā)明屬于工藝品生產(chǎn)領(lǐng)域，具體說是利用煤矸石生產(chǎn)人造硯石。其特征在于本發(fā)明的原料為鋼渣、石英粉、氧化鋁、純堿、硅酸鈉、碳酸鈣、碳酸鉀中的全部或部分，制備步驟為①稱量；②破碎、研磨；③混合、攪拌；④熔煉；⑤雕琢。根據(jù)本發(fā)明制備的人造硯石質(zhì)地細(xì)膩堅(jiān)韌、光澤溫潤(rùn)柔和，而且具有良好的力學(xué)性能，可用于工藝品領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明以煤矸石為原料生產(chǎn)具有高附加值的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了對(duì)煤矸石的高附加值利用，為工業(yè)固體廢棄物的綜合利用開辟了一條新途徑。
文檔編號(hào)C04B28/26GK103253924SQ20131017735
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月14日
發(fā)明者由偉, 張毛飛, 馬利影 申請(qǐng)人:由偉