以煤矸石為原料采用全電熔壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種以煤矸石為原料采用全電熔壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃及其生產(chǎn)方法，它的成分為Na2O 4％～5％，MgO 9％～12％，Al2O3 11％～13％，SiO2 55％～65％，F(xiàn)e2O3 0.28％～2％，K2O 2.8％～4％，CaO 3％～5％，TiO2 1.5％～2％。本發(fā)明以煤矸石、石英砂、磷酸二氫鈣、氫氧化鋁、重鈣、輕燒鎂、純堿、碳酸鉀和鈦白粉中的多種材料為原料，高溫熔化后用壓延機(jī)成型，然后退火處理，降至室溫后切割成板，再核化和晶化，最后退火得到微晶玻璃板。本發(fā)明制備的藍(lán)色系微晶玻璃的力學(xué)性能好，耐酸堿腐蝕，其放射性檢測(cè)符合國(guó)家A類檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的制備方法以煤矸石取代氧化鋁，可以大量降低氫氧化鋁的用量，降低了生產(chǎn)成本；通過(guò)調(diào)整煤矸石和氫氧化鋁的比例，可以做出藍(lán)色深淺度不同的微晶玻璃。
【專利說(shuō)明】
從煤巧石為原料采用全電膝壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃及其 生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施方式設(shè)及建筑裝飾材料，更具體地，本發(fā)明的實(shí)施方式設(shè)及W煤桿 石為原料采用全電烙壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃和其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 煤桿石是煤伴生廢石。在掘進(jìn)、開(kāi)采和洗煤過(guò)程中排出的固體廢物。是碳質(zhì)、泥質(zhì) 和砂質(zhì)頁(yè)巖的混合物，具有低發(fā)熱值，含碳20%~30%，有些含腐殖酸。中國(guó)歷年已積存煤 桿石約lOOOMt，并且每年仍繼續(xù)排放約lOOMt，不僅堆積占地，而且還能自燃污染空氣或引 起火災(zāi)。煤桿石是在成煤過(guò)程中與煤共同沉積的有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物混合在一起的巖 石，通常呈薄層和在煤層中或煤層頂、煤層底，是在煤礦建設(shè)和煤炭采掘、洗選加工過(guò)程中 產(chǎn)生的數(shù)量較大的礦山固態(tài)排棄物.煤桿石的化學(xué)成分主要是娃、侶、巧、儀、鐵的氧化物和 某些稀有金屬.煤桿石棄置不用，占用大片±地。煤桿石中的硫化物逸出或浸出會(huì)污染大 氣、農(nóng)田和水體。桿石山還會(huì)自燃發(fā)生火災(zāi)，或在雨季崩塌，渺塞河流造成災(zāi)害。中國(guó)積存煤 桿石達(dá)10億噸W上，每年還將排出煤桿石1億噸。為了消除污染，自60年代起，很多國(guó)家開(kāi)始 重視煤桿石的處理和利用。W煤桿石為主要原料，采用全電烙壓延法生產(chǎn)微晶玻璃，不僅能 夠解決采煤過(guò)程中產(chǎn)的固體廢棄物污染，變廢為寶，同時(shí)還能為消費(fèi)者帶來(lái)一種綠色、健康 的新材料。
[0003] 現(xiàn)有微晶玻璃有藍(lán)色、灰色、黑色、紅色和黃色等不同顏色的產(chǎn)品，藍(lán)色微晶玻璃 通常WCo的氧化物為著色劑，或者W銅的氧化物與其它著色劑配合制得藍(lán)色微晶玻璃。在 制備藍(lán)色微晶玻璃時(shí)，通常按要求額外添加一定比例的著色劑Co氧化物或Cu氧化物，不W 運(yùn)兩種氧化物為著色劑制備藍(lán)色微晶玻璃的技術(shù)十分少見(jiàn)，目前還沒(méi)有利用煤桿石采用全 電烙壓延法制備藍(lán)色系微晶玻璃的方法被公開(kāi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種微晶玻璃和W煤桿石為原料采用全電烙 壓延法工藝生產(chǎn)微晶玻璃的方法，W期望可W消納工業(yè)廢棄物煤桿石，實(shí)現(xiàn)微晶玻璃綠色 制造，拓寬藍(lán)色系微晶玻璃的制備技術(shù)空間。
[0005] -種W煤桿石為原料采用全電烙壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃，它由W下化學(xué)成分 組成：
[0006] Na2〇 4% ~5% ,MgO 9% ~12%，Al2〇3 11% ~13%，Si〇2 57% ~65%，F(xiàn)e2〇3 0.28%~2%，K2〇2.8%~4%，Ca03%~5%，Ti〇2l.5%~2%。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施例，所述W煤桿石為原料采用全電烙壓延法工藝生 產(chǎn)的微晶玻璃包括淡藍(lán)色微晶玻璃，其化學(xué)成分為：
[0008] Na2〇 4.44%，MgO 11.52%，Al2〇3 12.25%，Si〇2 62.21 %，F(xiàn)e2〇3 0.28%，K20 2.91%，Ca0 4.58%，Ti〇2 1.81%。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選的實(shí)施例，所述W煤桿石為原料采用全電烙壓延法工藝 生產(chǎn)的微晶玻璃包括淺藍(lán)色微晶玻璃，其化學(xué)成分為：
[0010] Na2〇 4.34%，Mg0 11.42%，Al2〇3 12.35%，Si〇2 62.28%，F(xiàn)e2〇3 0.57%，K20 2.81%，Ca0 4.38%，Ti〇2 1.85%。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選的實(shí)施例，所述W煤桿石為原料采用全電烙壓延法工藝 生產(chǎn)的微晶玻璃包括藍(lán)色微晶玻璃，其化學(xué)成分為：
[0012] Na2〇 4.32%，Mg0 11.44%，Al2〇3 12.25%，Si〇2 61.98%，F(xiàn)e2〇3 0.88%，K20 2.80%，Ca0 4.48%，Ti〇2 1.85%。
[0013] 上述微晶玻璃顏色由淺到深依次為:淡藍(lán)色^淺藍(lán)色^藍(lán)色。
[0014] 本發(fā)明還提供了上述W煤桿石為原料采用全電烙壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃的 生產(chǎn)方法，具體包括W下步驟：
[001引（1似煤桿石、石英砂、憐酸二氨巧、氨氧化侶、重巧、輕燒儀、純堿、碳酸鐘和鐵白 粉中的多種材料為原料，按照微晶玻璃的化學(xué)成分設(shè)計(jì)原料配方，然后按配方比例將各原 料充分?jǐn)埌瑁蛊浠旌暇鶆虻玫交旌狭希?br>[0016] (2)將所述混合料投入電烙害中進(jìn)行高溫烙化，烙化溫度為1500~1550°C，澄清均 化時(shí)間為4~化;烙化均勻后的玻璃液經(jīng)流液桐和上升道流入料道中；
[0017] (3)經(jīng)料道后將玻璃液溫度降至1200~1300°C，用壓延機(jī)對(duì)玻璃液成型，壓漉后溫 度控制在900~1000°C，玻璃帶的厚度控制在5~30mm;
[0018] (4)將成型后的玻璃帶進(jìn)行退火處理，玻璃帶快速降溫至退火上限溫度±50°C，保 溫10~20min，根據(jù)玻璃帶厚度控制降溫速率，退至退火下限溫度W下50~100°C并保溫5~ 20min，然后按照一定的降溫速率降至室溫，切割成退火板；
[0019] (5)將所述退火板升溫至650~700°C，保溫0.5~化進(jìn)行核化處理，接著升溫至900 ~IOOCTC，保溫0.5~化進(jìn)行晶化處理，再進(jìn)行退火處理得到微晶玻璃板。
[0020] 本發(fā)明可采用退火上限溫度為850°C，退火下限溫度為300°C;亦可根據(jù)實(shí)際情況 進(jìn)行微調(diào)，運(yùn)是本領(lǐng)域技術(shù)人員在現(xiàn)有微晶玻璃制備技術(shù)的基礎(chǔ)上容易做到的。
[0021] 進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述W煤桿石為原料采用全電烙壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻 璃的生產(chǎn)方法中，退火板的長(zhǎng)度為2.5m。
[0022] 更進(jìn)一步的技術(shù)方案是:所述W煤桿石為原料采用全電烙壓延法工藝生產(chǎn)的微晶 玻璃的生產(chǎn)方法中，步驟(5)得到的微晶玻璃板需采用全自動(dòng)磨機(jī)對(duì)其表面進(jìn)行打磨和拋 光。
[0023] 下面對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0024] 本發(fā)明W廢棄煤桿石為主要原料，石英砂(提供部分Si化）、憐酸二氨巧(提供P2化、 CaO),氨氧化侶（提供Al2〇3)，重巧（提供CaO),輕燒儀（提供MgO),純堿(提供化2〇)，碳酸鐘 (提供拉0)，鐵白粉(提供Ti化）W上原料均可在周邊采購(gòu)，且化學(xué)成份較為穩(wěn)定，生產(chǎn)成本較 低。
[0025] 對(duì)各原料進(jìn)行成分測(cè)定后，按照上述不同顏色深淺度的微晶玻璃的成分比例，設(shè) 計(jì)各原料的用量，采用上述生產(chǎn)方法，即可獲得對(duì)應(yīng)顏色的微晶玻璃。由于上述原料的化學(xué) 成分較穩(wěn)定，為了便于闡述本發(fā)明的技術(shù)方案及實(shí)施例，本發(fā)明給出了上述原料較常規(guī)的 組分質(zhì)量百分比如表1所示。
[00%]表1各原料的組分質(zhì)量百分比
[0027]
[0028] 本發(fā)明通過(guò)調(diào)整煤桿石和氨氧化侶的比例，可W做出藍(lán)色深淺度不同的微晶玻 璃，煤桿石和氨氧化侶比例W及所對(duì)應(yīng)的顏色如表2所示。
[0029] 表2微晶玻璃顏色隨煤桿石與氨氧化侶比變化表 「0面1
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:本發(fā)明W煤桿石為原料采用全電烙 壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃的抗壓強(qiáng)度為200~300MPa，抗彎強(qiáng)度為40~SOMPa，密度為2.6 ~2.7g/cm3，莫氏硬度為5~6級(jí)，吸水率<0.Ol%，光潔度為90~98，且該微晶玻璃耐酸堿 腐蝕，其放射性檢測(cè)符合國(guó)家A類檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的制備方法W煤桿石取代氧化侶，可W 大量降低氨氧化侶的用量，降低了生產(chǎn)成本;通過(guò)調(diào)整煤桿石和氨氧化侶的比例，可W做出 藍(lán)色深淺度不同的微晶玻璃。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本發(fā)明，并不用于 限定本發(fā)明。
[0033] 實(shí)施例1
[0034] 原料:煤桿石、重巧、輕燒儀、工業(yè)氨氧化侶、工業(yè)鐵白粉、純堿、碳酸鐘。
[0035] 按IOOKg玻璃液計(jì)算所得原料用量：
[0036] 煤桿石：10.7kg ;石英砂：53.7Kg ;輕燒儀：14.17kg ;重巧：7.89kg;氨氧化侶： 14.29kg;純堿:7.79kg;碳酸鐘:4.20Kg;鐵白粉:3.99kg。
[0037] 微晶玻璃具體制備方法如下：
[003引（1)按照計(jì)算原料用量比例，稱量、配料、混合，得到混合料；
[0039] (2)將上述混合料投入電烙害中進(jìn)行高溫烙化，烙化溫度為1550°C左右，澄清均化 時(shí)間為地;烙化均勻后的玻璃液經(jīng)流液桐和上升道流入料道中；
[0040] (3)在料道中降溫至1250°C，經(jīng)過(guò)壓延機(jī)成形，出壓延漉溫度在960°C，板厚為 15mm；
[0041] (4)成型后的玻璃帶進(jìn)行退火處理，玻璃帶快速(5min內(nèi)）降溫至退火上限溫度左 右(880°C)，保溫15min，根據(jù)玻璃帶厚度控制降溫速率，在30min內(nèi)退至退火下限溫度W下 (220°C)并保溫lOmin，然后按照9°C/min的降溫速率降至室溫(20~40°C)，退至室溫后進(jìn)行 裁切得到長(zhǎng)度為2.5m的半成品板材即退火板；
[0042] (5)將步驟(4)中得到的半成品板在675 °C左右保溫2.化進(jìn)行核化處理，在950°C下 保溫2.化進(jìn)行晶化處理，再進(jìn)行退火處理得到微晶玻璃板。
[0043] (6)將制得的微晶玻璃板磨拋、裁切的到高檔建筑裝飾微晶玻璃。
[0044] 上述退火處理后，將玻璃帶從220°C降至室溫的降溫速率(9°C/min)可W根據(jù)需要 進(jìn)行調(diào)整。
[0045] 按照W上工藝，所得微晶玻璃為淡藍(lán)色。
[0046] 淡藍(lán)色微晶玻璃檢測(cè)結(jié)果如表3所示：
[0047] 表3淡藍(lán)色微晶玻璃的成分檢測(cè)結(jié)果 [00481
[0049] 實(shí)施例2
[0050] 原料:煤桿石、重巧、輕燒儀、工業(yè)氨氧化侶、工業(yè)鐵白粉、純堿、碳酸鐘。
[0051 ]按IOOKg玻璃液計(jì)算所得原料用量：
[0052] 煤桿石：21.6化g;石英砂：47.44Kg;輕燒儀：14.08kg;重巧：7.8化g;氨氧化侶： 9.5化邑;純堿:7.791^;碳酸鐘:3.951(邑;鐵白粉:3.6化邑。
[0053] (1)按照計(jì)算原料用量比例，稱量、配料、混合，得到混合料；
[0054] (2)將上述混合料投入電烙害中進(jìn)行高溫烙化，烙化溫度為1550°C左右，澄清均化 時(shí)間為化;烙化均勻后的玻璃液經(jīng)流液桐和上升道流入料道中；
[0化5] (3)在料道中降溫至1300°C，經(jīng)過(guò)壓延機(jī)成形，出壓延漉溫度在940°C，板厚為 15mm；
[0056] (4)成型后的玻璃帶進(jìn)行退火處理，玻璃帶快速(5min內(nèi)）降溫至退火上限溫度左 右(850°C)，保溫20min，根據(jù)玻璃帶厚度控制降溫速率，在30min內(nèi)退至退火下限溫度W下 (250°C)并保溫lOmin，然后按照9°C/min的降溫速率降至室溫(20~40°C)，退至室溫后進(jìn)行 裁切得到半成品板材即退火板；
[0057] (5)將步驟四中得到的半成品板在700°C下保溫1.化進(jìn)行核化處理，在900°C下保 溫O.化進(jìn)行晶化處理，再進(jìn)行退火處理得到微晶玻璃板。
[0058] (6)將制得的微晶玻璃板磨拋、裁切的到高檔建筑裝飾微晶玻璃。
[0059] 按照所述工藝制度，制得的微晶玻璃顏色淺藍(lán)色
[0060] 淺藍(lán)色微晶玻璃檢測(cè)結(jié)果如表4所示：
[0061] 表4淺藍(lán)色微晶玻璃的成分檢測(cè)結(jié)果 [00621
[(
[0064] 實(shí)施例3
[00化]原料:煤桿石、重巧、輕燒儀、工業(yè)氨氧化侶、工業(yè)鐵白粉、純堿、碳酸鐘。
[0066] 按1 OOKg玻璃液計(jì)算所得原料用量：
[0067] 煤桿石：32.53kg;石英砂：41.19Kg;輕燒儀：14. OOkg;重巧：7.84kg;氨氧化侶： 4.68kg;純堿:7.7化g;碳酸鐘:3.7化g;鐵白粉:3.3化邑。
[006引（1)按照計(jì)算原料用量比例，稱量、配料、混合，得到混合料；
[0069] (2)將上述混合料投入電烙害中進(jìn)行高溫烙化，烙化溫度為1550°C左右，澄清均化 時(shí)間為化;烙化均勻后的玻璃液經(jīng)流液桐和上升道流入料道中；
[0070] (3)在料道中降溫至1200trC，經(jīng)過(guò)壓延機(jī)成形，出壓延漉溫度在980°C，板厚為 15mm；
[0071] (4)成型后的玻璃帶進(jìn)行退火處理，玻璃帶快速(5min內(nèi)）降溫至退火上限溫度左 右(900°C )，保溫IOmin，根據(jù)玻璃帶厚度控制降溫速率，在30min內(nèi)退至退火下限溫度W下 (200°C)并保溫20min，然后按照9°C/min的降溫速率降至室溫(20~40°C)，退至室溫后進(jìn)行 裁切得到半成品板材即退火板；
[0072] (5)將步驟四中得到的半成品板在650°C下保溫化進(jìn)行核化處理，在900°C下保溫 化進(jìn)行晶化處理，再進(jìn)行退火處理得到微晶玻璃板。
[0073 ] (6)將制得的微晶玻璃板磨拋、裁切得到高檔建筑裝飾微晶玻璃。
[0074]按照上述配方和工藝制度，所得微晶玻璃藍(lán)色。
[00巧]藍(lán)色微晶玻璃檢測(cè)結(jié)果如表5所示：
[0076]表5深藍(lán)色微晶玻璃的成分檢測(cè)結(jié)果 [00771
[0078]盡管運(yùn)里參照本發(fā)明的解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng) 域技術(shù)人員可W設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，運(yùn)些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公 開(kāi)的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說(shuō)，在本申請(qǐng)公開(kāi)的范圍內(nèi)，可W對(duì)主題組合布局的組 成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外， 對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其他的用途也將是明顯的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種以煤矸石為原料采用全電熔壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃，其特征在于它由以下 化學(xué)成分組成： Na2O 4%~5%，MgO 9%~12%，Al2〇3 11%~13%，Si〇2 57%~65%，F(xiàn)e2〇3 0.28%~ 2%，Κ20 2.8%~4%，CaO 3%~5%，Ti〇2 1.5%~2%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以煤矸石為原料采用全電熔壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃，其 特征在于它包括淡藍(lán)色微晶玻璃，其化學(xué)成分為： Na2O 4.44%,MgO 11.52%,Al2O3 12.25%,SiO2 62.21%,Fe2O3 0.28%,K2O 2.91%, CaO 4.58%，Ti〇2 1.81%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以煤矸石為原料采用全電熔壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃，其 特征在于它包括淺藍(lán)色微晶玻璃，其化學(xué)成分為： Na2O 4.34%,MgO 11.42%,Al2O3 12.35%,SiO2 62.28%,Fe2O3 0.57%,K2O 2.81%, CaO 4.38%，Ti〇2 1.85%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以煤矸石為原料采用全電熔壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃，其 特征在于它包括藍(lán)色微晶玻璃，其化學(xué)成分為： Na2O 4.32%,MgO 11.44%,Al2O3 12.25%,SiO2 61.98%,Fe2O3 0.88%,K2O 2.80%, CaO 4.48%，Ti〇2 1.85%。5. 如權(quán)利要求1~4任意一項(xiàng)所述的以煤矸石為原料采用全電熔壓延法工藝生產(chǎn)的微 晶玻璃的生產(chǎn)方法，其特征在于它包括以下步驟： (1) 以煤矸石、石英砂、磷酸二氫鈣、氫氧化鋁、重鈣、輕燒鎂、純堿、碳酸鉀和鈦白粉中 的多種材料為原料，按照微晶玻璃的化學(xué)成分設(shè)計(jì)原料配方，然后按配方比例將各原料充 分?jǐn)嚢?，使其混合均勻得到混合料? (2) 將所述混合料投入電熔窯中進(jìn)行高溫熔化，熔化溫度為1500~1550°C，澄清均化時(shí) 間為4~9h;熔化均勻后的玻璃液經(jīng)流液洞和上升道流入料道中； (3) 經(jīng)料道后將玻璃液溫度降至1200~1300°C，用壓延機(jī)對(duì)玻璃液成型，壓輥后溫度控 制在900~1000°C，玻璃帶的厚度控制在5~30mm; (4) 將成型后的玻璃帶進(jìn)行退火處理，玻璃帶快速降溫至退火上限溫度±50°C，保溫10 ~20min，根據(jù)玻璃帶厚度控制降溫速率，退至退火下限溫度以下50~IOO tC并保溫5~ 20min，然后按照一定的降溫速率降至室溫，切割成退火板； (5) 將所述退火板升溫至650~700°C，保溫0.5~3h進(jìn)行核化處理，接著升溫至900~ 1000°C，保溫0.5~3h進(jìn)行晶化處理，再進(jìn)行退火處理得到微晶玻璃板。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的以煤矸石為原料采用全電熔壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃的生 產(chǎn)方法，其特征在于所述退火板的長(zhǎng)度為2.5m。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的以煤矸石為原料采用全電熔壓延法工藝生產(chǎn)的微晶玻璃的生 產(chǎn)方法，其特征在于所述步驟(5)得到的微晶玻璃板需采用全自動(dòng)磨機(jī)對(duì)其表面進(jìn)行打磨 和拋光。
【文檔編號(hào)】C03C10/00GK105924012SQ201610260423
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月25日
【發(fā)明人】秦剛, 秦小平, 姜小元, 王剛琳, 徐國(guó)梁, 李龍, 韓慧
【申請(qǐng)人】四川名微晶科技股份有限公司, 四川一名微晶科技股份有限公司