基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的制备方法

摘要

一种基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的制备方法，其步骤为：把制取微晶玻璃的原料按一定厚度的微晶玻璃粒料铺洒于棚板上，核化温度为880℃-890℃，保温时间50-60分钟，晶化温度为1130℃-1140℃，保温时间85-95分钟，然后逐渐降温至≤100℃出窑，成形，是基于由铁尾矿制取的微晶玻璃粒料为填料，制取的复合微晶玻璃不再是灰褐色，可以加入不同颜色的硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料，因此丰富了基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的颜色，满足了装饰需要。

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合微晶玻璃的制备方法，尤其是一种基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的制备方法。

背景技术

铁尾矿是一种铁矿生产的废弃物，对铁尾矿实现无害化利用是解决对铁尾矿的最好方法，利用铁尾矿生产微晶玻璃装饰板材和其他微晶玻璃产品是一个重要手段。而由于铁尾矿含铁高和颜色灰暗，形成的微晶玻璃为灰褐色，不能起到装饰效果。

发明内容

为了克服上述技术缺点，本发明的目的是提供一种基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的制备方法，因此丰富了基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的颜色，满足了装饰需要。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的制备方法，其步骤为：其步骤为：把制取微晶玻璃的原料按一定厚度的微晶玻璃粒料铺洒于棚板上，核化温度为880℃ - 890℃，保温时间50-60分钟，晶化温度为1130℃ - 1140℃，保温时间85-95分钟，然后逐渐降温至≤100℃出窑，成形。

本发明设计了，按重量比： 32 - 37% 的铁尾矿与63 - 68%的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1450℃ - 1480℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒，即为微晶玻璃粒料，制取微晶玻璃的原料设置为按照上述方法制取的微晶玻璃粒料。

本发明设计了，制取微晶玻璃的原料设置为按重量比：94 - 98%的微晶玻璃粒料和2 - 6%的发泡剂的混合物。

本发明设计了，发泡剂设置为白云石。

本发明设计了，制取微晶玻璃的原料设置为按重量比：70 - 80 %的微晶玻璃粒料和20 - 30 %的其它微晶玻璃粒料的混合物。

本发明设计了，制取微晶玻璃的原料设置为按重量比：66 - 78 %的微晶玻璃粒料、20 - 28 %的其它微晶玻璃粒料和2 - 6 %的发泡剂的混合物。

在本技术方案中，按重量比： 32 - 37% 的铁尾矿与63 - 68%的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1450℃ - 1480℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，即为本技术方案中的微晶玻璃粒料。以硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料即为本技术方案中的其它微晶玻璃粒料。

制取微晶玻璃的原料经6-9小时晶化、烧成处理可获得复合铁尾矿微晶玻璃，由于设计了发泡剂和硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料，是基于由铁尾矿制取的微晶玻璃粒料为填料，制取的复合微晶玻璃不再是灰褐色，可以加入不同颜色的硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料，因此丰富了基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的颜色，满足了装饰需要。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步描述，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。一种基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的制备方法，第一个实施例其步骤为：

一、按重量比： 32% 的铁尾矿与68%的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1450℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，作为微晶玻璃粒料。

二、把步骤一制取的微晶玻璃粒料微晶玻璃粒料作为制取微晶玻璃的原料，按与复合微晶玻璃的厚度相同的厚度的把制取微晶玻璃的原料铺洒于棚板上，核化温度为880℃，保温时间50分钟，晶化温度为1130℃，保温时间85分钟，然后逐渐降温至100℃出窑，成形。

在本实施例中，铁尾矿是指山东东平地区的铁尾矿，其化学组分如下：

序号化学成分1#样2#样3#样4#样均化样1SiO₂69.9370.0568.8069.168,962Al₂O₃4.724.734.955.125.933Fe₂O₃15.3012.9013.8013.4013.884MgO2.883.043.102.672.975CaO3.914.033.713.683.596Na₂O0.640.670.650．980.927K₂O0.770.800.780.901.328TiO₂0.110.070.900.680.149微量合计约1.0约1.0约1.0约1.0约1.013烧失量1.390.280.970.741.06

在本实施例中，基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的化学成分组合如下：

成分SiO2AL2O3ZnoCaoMgONaOK2OFe2O3BaoB2O3澄清剂色剂或发泡剂%55.556152.5415.52.53  

基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的性能指标为：

检测项目密度吸水率莫氏硬度破坏强度断裂模数耐酸耐碱检测结果2.660.0544192（N）30.16（MPa）UHAULC

第二个实施例其步骤为：

一、按重量比： 37% 的铁尾矿与63 %的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1480℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，作为微晶玻璃粒料。

二、把步骤一制取的微晶玻璃粒料微晶玻璃粒料作为制取微晶玻璃的原料，按与复合微晶玻璃的厚度相同的厚度的把制取微晶玻璃的原料铺洒于棚板上，核化温度为890℃，保温时间60分钟，晶化温度为1140℃，保温时间85-95分钟，然后逐渐降温至55℃出窑，成形。

第三个实施例其步骤为：

一、按重量比： 35% 的铁尾矿与65%的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1465℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，作为微晶玻璃粒料。

二、把步骤一制取的微晶玻璃粒料微晶玻璃粒料作为制取微晶玻璃的原料，按与复合微晶玻璃的厚度相同的厚度的把制取微晶玻璃的原料铺洒于棚板上，核化温度为885℃，保温时间55分钟，晶化温度为1135℃，保温时间90分钟，然后逐渐降温至80℃出窑，成形。

第四个实施例其步骤为：

一、按重量比： 37% 的铁尾矿与63 %的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1480℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，作为微晶玻璃粒料。

二、把98%的步骤一制取的微晶玻璃粒料和2%的发泡剂的混合物作为制取微晶玻璃的原料，按与复合微晶玻璃的厚度相同的厚度的把制取微晶玻璃的原料铺洒于棚板上，核化温度为890℃，保温时间60分钟，晶化温度为1140℃，保温时间95分钟，然后逐渐降温至90℃出窑，成形。

在本实施例中，发泡剂是指白云石。

第五个实施例其步骤为：

一、按重量比： 32% 的铁尾矿与68%的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1450℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，作为微晶玻璃粒料。

二、把94 %的步骤一制取的微晶玻璃粒料和6%的发泡剂的混合物作为制取微晶玻璃的原料，按与复合微晶玻璃的厚度相同的厚度的把制取微晶玻璃的原料铺洒于棚板上，核化温度为880℃，保温时间50分钟，晶化温度为1130℃，保温时间85分钟，然后逐渐降温至100℃出窑，成形。

在本实施例中，发泡剂是指白云石。

第六个实施例其步骤为：

一、按重量比： 35% 的铁尾矿与65%的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1465℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，作为微晶玻璃粒料。

二、把96%的步骤一制取的微晶玻璃粒料和4%的发泡剂的混合物作为制取微晶玻璃的原料，按与复合微晶玻璃的厚度相同的厚度的把制取微晶玻璃的原料铺洒于棚板上，核化温度为885℃，保温时间55分钟，晶化温度为1135℃，保温时间90分钟，然后逐渐降温至≤50℃出窑，成形。

在本实施例中，发泡剂是指白云石。

第七个实施例其步骤为：

一、按重量比：按重量比： 32% 的铁尾矿与68%的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1450℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，作为微晶玻璃粒料。

二、把70 %的步骤一制取的微晶玻璃粒料和30 %的其它微晶玻璃粒料的混合物作为制取微晶玻璃的原料，按与复合微晶玻璃的厚度相同的厚度的把制取微晶玻璃的原料铺洒于棚板上，核化温度为880℃，保温时间50分钟，晶化温度为1130℃，保温时间85分钟，然后逐渐降温至100℃出窑，成形。

在本实施例中，其它微晶玻璃粒料是指以硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的白色的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料。

第八个实施例其步骤为：

一、按重量比：按重量比： 37% 的铁尾矿与63 %的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1480℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，作为微晶玻璃粒料。

二、把80 %的步骤一制取的微晶玻璃粒料和20 %的其它微晶玻璃粒料的混合物作为制取微晶玻璃的原料，按与复合微晶玻璃的厚度相同的厚度的把制取微晶玻璃的原料铺洒于棚板上，核化温度为890℃，保温时间60分钟，晶化温度为1140℃，保温时间95分钟，然后逐渐降温至80℃出窑，成形。

在本实施例中，其它微晶玻璃粒料是指以硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的黄色的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料。

第九个实施例其步骤为：

一、按重量比：按重量比： 35% 的铁尾矿与65%的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1465℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，作为微晶玻璃粒料。

二、把75 %的步骤一制取的微晶玻璃粒料和25 %的其它微晶玻璃粒料的混合物作为制取微晶玻璃的原料，按与复合微晶玻璃的厚度相同的厚度的把制取微晶玻璃的原料铺洒于棚板上，核化温度为885℃，保温时间55分钟，晶化温度为1135℃，保温时间90分钟，然后逐渐降温至60℃出窑，成形。

在本实施例中，其它微晶玻璃粒料是指以硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的绿色的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料。

第十个实施例其步骤为：

一、按重量比：按重量比： 32 % 的铁尾矿与68%的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1450℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，作为微晶玻璃粒料。

二、把66 %的步骤一制取的微晶玻璃粒料、20 %的其它微晶玻璃粒料和2  %的发泡剂的混合物作为制取微晶玻璃的原料，按与复合微晶玻璃的厚度相同的厚度的把制取微晶玻璃的原料铺洒于棚板上，核化温度为880℃，保温时间50分钟，晶化温度为1130℃，保温时间85分钟，然后逐渐降温至100℃出窑，成形。

在本实施例中，发泡剂是指白云石。

在本实施例中，其它微晶玻璃粒料是指以硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的灰色的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料。

第十一个实施例其步骤为：

一、按重量比：按重量比： 37% 的铁尾矿与63 %的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1480℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，作为微晶玻璃粒料。

二、把78 %的步骤一制取的微晶玻璃粒料、28 %的其它微晶玻璃粒料和6 %的发泡剂的混合物作为制取微晶玻璃的原料，按与复合微晶玻璃的厚度相同的厚度的把制取微晶玻璃的原料铺洒于棚板上，核化温度为890℃，保温时间60分钟，晶化温度为1140℃，保温时间95分钟，然后逐渐降温至87℃出窑，成形。

在本实施例中，发泡剂是指白云石。

在本实施例中，其它微晶玻璃粒料是指以硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的绿色的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料。

第十二个实施例其步骤为：

一、按重量比：按重量比： 35% 的铁尾矿与65%的石英、长石、硅灰石、氧化铝、氧化锌、氧化硼、氧化钡和氧化锰进行混合形成混合物，把混合物放置在玻璃熔窑内，在1465℃温度制成玻璃溶液，把玻璃溶液经过水淬方法制取颗粒体，作为微晶玻璃粒料。

二、把72 %的步骤一制取的微晶玻璃粒料、24 %的其它微晶玻璃粒料和4 %的发泡剂的混合物作为制取微晶玻璃的原料，按与复合微晶玻璃的厚度相同的厚度的把制取微晶玻璃的原料铺洒于棚板上，核化温度为885℃，保温时间55分钟，晶化温度为1135℃，保温时间90分钟，然后逐渐降温至61℃出窑，成形。

在本实施例中，发泡剂是指白云石。

在本实施例中，其它微晶玻璃粒料是指以硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的黄色的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料。

以硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的白色、黄色、绿色和灰色的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料主要包含有铝硅酸盐微晶玻璃粒料、磷硅酸盐微晶玻璃粒料、K2O-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃粒料、SiO2-Al2O3-Fe2O3-R2O-RO系统（玄武岩）微晶玻璃粒料、SiO2-Al2O3-ZnO-MgO系统微晶玻璃粒料和氟硅酸盐微晶玻璃粒料。

    铁尾矿是一种矿山废弃物，它侵占耕地、污染环境甚至有可能造成溃坝等危机生命财产安全的灾难性事故。将它作为资源加以无害化利用必将会产生巨大的社会效益和经济效益，因此，国家三部委都把尾矿微晶玻璃列入全国重点鼓励支持推荐和奖励的11个重点高新技术范例之中。然而，尾矿类微晶玻璃由于含铁和其他杂质较多，产品颜色暗淡，美学效果低下，使用价值很低。即便加入昂贵的色剂加以改良，也只能生产黑色、咖啡色等深色产品，不仅生产成本极高，而且也只能用于配套，而以白和浅黄为主的主流产品是尾矿类微晶玻璃根本无法实现的。正因为如此，尽管国家政策大力支持，尾矿类微晶玻璃依然得不到推广和大面积应用。

本发明为解决尾矿类微晶玻璃装饰效果低下问题提出了可行的解决方案，其优点和效果如下：

1、以铁尾矿微晶玻璃为基体、以其他颜色微晶玻璃为表体的铁尾矿复合微晶玻璃装饰板材形成了以铁尾矿微晶玻璃粒料为主，以其他颜色微晶玻璃粒料为辅的产品格局，两种原料所使用的比例在70:30左右。由于以其他颜色微晶玻璃作为装饰表体，可以不顾及作为基体的铁尾矿微晶玻璃颜色的好坏，节省了为改良铁尾矿微晶玻璃灰暗颜色而添加昂贵色剂所形成的高额成本。在铁尾矿微晶玻璃不变的情况下，只需改变表体层的颜色便可生产出不同装饰颜色的复合铁尾矿微晶玻璃装饰板，便于从微晶粒料到花色品种的生产组织和调度。由于可以根据市场需要任意改变表体颜色，从根本上改变了尾矿类微晶玻璃装饰效果低下的缺陷，大大提升了尾矿类微晶玻璃的使用价值和使用范围，因而也大大提高了尾矿的使用量。

2、在铁尾矿微晶玻璃配方中加入发泡剂，按与第一点所述相同的工艺可以生产出基体为发泡铁尾矿微晶玻璃、表体为常规微晶玻璃的新型装饰材料，其优点如下：轻质装饰板材，强度良好，适合于家庭和工程内部装修；随着国家节能减排和可持续发展政策落实力度不断加大，建筑物外墙保温已经成为强制性要求。本发明涉及的产品由于发泡形成了闭合微孔，此材料具有隔音保温的功能，按照地区自 然温度不同，可以生产不同厚度的基体，并符合烧结适用颜色的表体装饰层，形成难得的集保温、隔音和装饰功能为一体的新型外墙轻质保温装饰材料；发泡铁尾矿微晶玻璃亦可作为轻质隔墙材料。

综上所述，本发明解决了尾矿类微晶玻璃装饰效果低下、使用严重受限的问题，大大拓宽了尾矿类微晶玻璃的使用范围，会为尾矿微晶玻璃的推广和发展起到积极作用。

本发明具有下特点：

1、由于设计了发泡剂和硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料，是基于由铁尾矿制取的微晶玻璃粒料为填料，制取的复合微晶玻璃不再是灰褐色，可以加入不同颜色的硅、铝、锌、钙、镁为主要组分形成的硅灰石结晶体系微晶玻璃粒料，因此丰富了基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的颜色，满足了装饰需要。

2、由于设计了发泡剂，减轻了复合微晶玻璃的重量，保温效果好。

3、由于设计了铁尾矿，结合了铁尾矿的性质，提高了复合微晶玻璃的强度。

上述实施例只是本发明所提供的基于铁尾矿为原料的复合微晶玻璃的制备方法技术领域内的一种实现形式，根据本发明所提供的方案的其他变形，增加或者减少其中的成份或步骤，或者将本发明用于其他的与本发明接近的技术领域，均属于本发明的保护范围。