用珍珠岩尾砂制作的玻璃马赛克及墙地砖

摘要

用珍珠岩尾砂制作的玻璃马赛克及墙地砖,特点是利用废弃尾砂作主要原料,并选加数种辅料,配料比为:尾砂10～100份,方解石0～35份,纯碱5～15份,硝酸钠1～10份,氟化钠2～15份,萤石5～20份,高硅膨润土0～25份。本发明充分利用了废物,每m2原料成本比采用硅砂类原料平均降低了1.5元,该产品各项技术指标均符合国家标准,利用该废尾砂能制作各种彩色玻璃马赛克、墙地砖、釉面砖和各种玻璃器皿。

说明书

本发明涉及一种用珍珠岩尾砂制作的彩色玻璃马赛克、玻璃墙地砖、釉面墙地砖、玻璃器皿等系列产品。

目前珍珠岩粉通常用来制作保温材料，在破碎过程中，有大量70～120目粒度的副产物称珍珠岩尾砂(以下简称尾砂)废弃，或被推入河流，或侵占耕地，是重要的环境污染源。传统的生产玻璃陶瓷质马赛克、墙地砖的配料主要以高硅含量(Sio₂多达90％以上)的硅砂为主要原料，但由于硅砂成份单一，不能满足烧制产品在使用中需要达到的理化性能和指标，所以要加入改善产品性能的各种填加剂，这样就增加了原料成本；近年来还有以废玻璃，废陶瓷等废硅酸盐类熟料为原料，粉碎后按一定组份配比相混合，然后模压成型，烧制成马赛克及各种面砖的文献报导，如90104449.0号，公开号为CN1057246A专利申请即属于这种情况，但该烧制产品的强度及适用性仍不能另人满意；CN1066210A号名称为“膨胀珍珠岩--低温陶瓷彩釉复合墙面砖”专利申请，是采用膨胀珍珠岩、陶粒或炉渣、废玻璃渣及彩色瓷釉等多种材料配制烧结；至今尚未见到有关利用珍珠岩废弃尾砂制作马赛克及墙地砖的文献报导。

本发明的目的是利用废弃的珍珠岩尾砂为主要原料，并减少辅助填加剂的成份和用量，特别是成本较高的辅料用量，利用现有设备及烧制工艺，制作一种使用性能达到或优于硅砂系列原料烧制的玻璃马赛克及墙地砖系列产品。

珍珠岩尾砂的化学成份分析如下：(％)

SiO₂  AL₂O₃  Fe₂O₃   FeO   TiO₂   CaO   MgO

72.75  14.12      0.88     0.35   0.12    0.65  0.32

K₂O   Na₂O     灼减

7.5    2.7        0.84

根据上述对尾砂成份的分析可知，它含有制造玻璃质产品所需的骨架材料硅、钾、钠、铝、镁等形成剂、助熔剂和中间剂，在不加入任何材料经900～1500℃高温熔制基本玻化，呈灰绿和兰绿色。本发明的特点是用废弃的珍珠岩尾砂代替硅砂作为主要原料，再选择加入方解石、高硅膨润土、纯碱、硝酸钠、氟化钠、萤石辅料进行调整，按照一定配比投料，于900～1500℃下熔融再压延成型，配方组份(按重量计)为：

珍珠岩尾砂 10～100份

纯      碱 5～15份

硝  酸  钠 1～10份

氟  化  钠 2～15份

萤      石 5～20份

方  解  石 0～35份

高硅膨润土 0～25份

本发明的原料配比可选用(按重量计)

珍珠岩尾砂 40～100份

纯      碱 7～15份

硝  酸  钠 1～7份

氟  化  钠 2～15份

萤      石  5～15份

高硅膨润土  10～35份

方  解  石  10～25份

由于尾砂中含有少量Fe₂O₃和FeO而使产品着色，严重影响了产品的透明度，为了降低铁含量，本发明配方中引入了适量硝酸钠氧化剂，使原料中的Fe₂O₃始终处于氧化态而不被还原成FeO，原料中的FeO被氧化成Fe₂O₃，因为FeO的着色力比Fe₂O₃大数十倍，当FeO被氧化后，产品的着色程度显著降低。如果尾砂在使用前经磁选除铁处理，配料中的骨架原料高硅膨润土可全部采用珍珠岩尾砂代替，同时还可以减少或去掉方解石的用量。由于配料中氟化物的作用，可使FeO转化为挥发的FeF或无色的NaFeF复盐，使FeO得到进一步抑制，氟化物作为一种加速剂，不但可以协助氧化剂硝酸钠将氧化铁氧化，还可以降低熔制过程中玻璃液粘度，提高分子扩散速度，使玻璃体形成的反应过程加速。剩余残量的铁，通过加入具有乳浊特性的高硅膨润土和氟化物，使产品达到良好的乳浊度，以消除铁对产品的着色影响。根据产品的不同颜色需要，熔制中可加入适量颜料，其重量配比为：总投料量∶颜料＝100∶0.1-15。根据上述配比制成的产品规格为：长×宽×厚＝20～100mm×20～100mm×3～8mm。

本发明与现有同类产品相比具有如下优点：

1、充分利用了废弃尾砂，控制了由此造成的环境污染源，由于减少了辅料成份和用量，每m₂原料成本比原来采用硅砂原料平均降低了1.5元，仅纯碱用量就比原来降低了近10％；

2、本发明试制的产品，由中国建筑材料科学研究院提供的检测报告以及有关用户试用表明：产品的耐酸、耐矸性、热稳定性、外观颜色、抗冻融能力等指标均符合国家规定的质量标准；

3、本发明产品由于吸水率低，热膨胀系数小，不受气候条件的影响，避免了现有陶瓷基体面砖由于吸水冻后剥离的现象，特别适合北方寒冷或潮湿地区使用，采用本发明的原料能制作各种彩色玻璃马赛克、玻璃墙地砖、釉面墙地砖和玻璃器皿。

实施例1：

高硅膨润土(也称碱基膨润土)的成份分析为：重量％)

SiO₂    AL₂O₃  Fe₂O₃   CaO    MgO     K₂O     Na₂O

72.8％   14.13％    0.2％    0.75％ 0.32％   7.5％    2.7％

BO₂     烧失量

0.12％   0.88％

取珍珠岩尾砂1000kg，纯碱100kg，硝酸钠20kg，氟化钠35kg，萤石130kg，高硅膨润土120kg，铁精粉煤粉颜料150kg，于1300～1400℃下熔融，压延成型，制成黑色面砖。熔制工艺同现有硅砂系列工艺方法相同。

实施例2：

取除铁珍珠岩尾砂1200kg，纯碱100kg，硝酸钠20kg，氟化钠35kg，萤石130kg，铁精粉煤粉颜料150kg，于1300～1400℃温度下熔融，压延成型，制成黑色面砖。

实施例3：

取珍珠岩尾砂1000kg，纯碱100kg，硝酸钠30kg，氟化钠35kg，萤石120kg，高硅膨润土100kg，方解石150kg，加入氧化铜颜料17kg，制成兰色面砖。

实施例4：

取珍珠岩尾砂1000kg，纯碱100kg，硝酸钠30kg，氟化钠30kg，萤石120kg，高硅膨润土100kg，方解石150kg，加入氧化铬绿5kg，硫酸铜7kg，制成绿色砖；加入氧化钴20kg可制成灰色砖；加入锰粉40kg可制成紫色砖。

实施例5：

取除铁珍珠岩尾砂1000kg，纯碱150kg，硝酸钠50kg，萤石200kg，氟化钠70kg，高硅膨润土200kg，方解石330kg，制成白色砖。

实施例6：

取珍珠岩尾砂500kg，纯碱120kg，硝酸钠20kg，萤石150kg，高硅膨润土200kg，氟化钠30kg，方解石280kg，加入镉黄颜料15kg，制成黄色面砖。