用铅锌冶炼渣制造的绿色微晶玻璃板材及其制造方法

摘要

一种用铅锌冶炼渣制造的绿色微晶玻璃板材及其制造方法，它的玻璃原料是由以下各组分按质量份配比而成：铅锌冶炼渣40～60份，石英26～38份，锂长石15～24份，纯碱2～4份，氧化锌2～3份，碳酸钡2～5份，硼砂1～3份，氧化铬2～2.5份,氧化铜0～0.2份，碳粉0.04～0.2份。本发明不仅在性能方面不逊于全部用工业原料生产的普通微晶玻璃，而且还可以废物利用，减少环境污染，降低生产成本，降低玻璃的熔化温度，提高玻璃的熔制速度和熔窑效率，降低能耗，可以广泛应用于建筑装饰材料，特别是应用于建筑的内外墙、地面、廊柱、台面等各类建筑装修工程中。

说明书

技术领域

本发明涉及一种微晶玻璃制品及其制造方法。

背景技术

微晶玻璃是通过控制玻璃的结晶而得到的一种多晶材料。目前微晶玻璃已经形成了一种特别门类的材料，其品种繁多,性能各异，具有十分广泛的用途。微晶玻璃板材是微晶玻璃众多品种中的一种，它是一种新型高档建筑装饰材料，具有强度高、抗磨损、耐腐蚀、耐风化、不吸水、清洁维护方便、无放射性污染等理化特性以及色调均匀，光泽柔和晶莹，表面致密无暇等优异的外观特点。由于微晶玻璃板材各方面性能均优于天然石材，所以现在已经被广泛应用于建筑内外墙、地面及廊柱等高档装修工程中。

目前生产微晶玻璃板材所使用的原料除了石英砂以外基本上都是工业用化工原料。这种玻璃配合料的缺点是：原料成本高；玻璃熔化温度高，一般在1500-1550℃之间，这势必增加燃料消耗，高温还加剧了玻璃液对窑炉耐火材料的侵蚀；另外由于玻璃配合料中的化工原料较多，也加重了玻璃液对熔炉耐火材料的侵蚀。

另一方面，铅锌冶炼渣是一种工业固体废弃物，它侵占耕地、污染水和生态环境甚至有可能引发造成铅中毒等危及人类生命财产安全的灾害性事故，目前缺乏有效的利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种用铅锌冶炼渣制造的绿色微晶玻璃板材及其制造方法，要解决现有的微晶玻璃制造方法原料成本高，以及熔化温度高的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

这种用铅锌冶炼渣制造的绿色微晶玻璃板材，它的玻璃原料是由以下各组分按质量份配比而成：铅锌冶炼渣40～60份，石英26～38份，锂长石15～24份，纯碱2～4份，氧化锌2～3份，碳酸钡2～5份，硼砂1～3份，氧化铬2～2.5份,氧化铜0～0.2份，碳粉0.04～0.2份。 

它的玻璃原料是由以下各组分按质量份配比而成：铅锌冶炼渣60份，石英26份，锂长石15份，纯碱4份，氧化锌2份，碳酸钡4份，硼砂2份，氧化铬2份,氧化铜0.2份，碳粉0.04份。

所述铅锌冶炼渣的成分及质量百分比含量为：SiO₂35～50%；AL₂O₃ 9～19%；CaO15～25%；MgO2～6%；K₂O＋Na₂O1～3%；Fe₂O₃ 7～13%；ZnO0.4～1%；PbO0.02～0.1%。

 所述石英是脉石英、石英砂、石英岩、硅石或蛋白石。

这种用铅锌冶炼渣制造的绿色微晶玻璃板材的制造方法，步骤如下：

步骤一，将铅锌冶炼渣、石英、锂长石进行破碎、筛选；

步骤二，按比例将各玻璃原料称量、混合；  

步骤三，将上述玻璃原料在温度1460～1500℃下熔化2小时；

步骤四，熔化完成后使玻璃液直接流入水中水淬成为玻璃颗粒料；

步骤五，将玻璃颗粒料平铺在耐火模具中进行晶化，晶化温度为1020～1080℃；

步骤六，将得到的绿色微晶玻璃样品研磨切割。

步骤三中玻璃原料溶化所用的设备为玻璃池窑、坩埚窑或箱式电炉。

步骤五中玻璃颗粒料晶化所用的设备为隧道窑、梭式窑或箱式电炉。

所述步骤四中，玻璃液的粘度为10~12Pa.s，成核温度Tg为：656℃，成核时间为：0.5-1小时。

所述步骤四中，冷却的过冷凝固点为(TN)+30℃~50℃。

所述步骤五中，晶化的升温速度为5℃/min，晶化的最高温度点为1080℃，晶化压力23Pa。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：

1.变废为宝，废物利用，充分利用工业固体废弃物铅锌冶炼渣，避免废渣侵占耕地、污染水和生态环境，防止引发造成危及生命财产安全的灾害性事故。将它作为一种工业生产用的复合原料加以利用可以减少其堆存量，减轻对环境的危害。

2.就地取材，原料易得，由于铅锌冶炼渣渣是一种废弃物，所以它除了运输费用以外其它成本基本为零。将其用在玻璃配合料中可以全部取代石灰石，部分代替石英砂、氧化铝、纯碱等常规原料，能够降低玻璃配合料成本20%以上。

3.引入铅锌冶炼渣渣后，不用再加石灰石，减少了纯碱、石灰石等化工原料的用量，而这些原料都对耐火材料具有很强的侵蚀作用。因此在玻璃成份及熔化温度不变的条件下，可以减轻玻璃液对熔炉耐火材料的侵蚀。

4.用铅锌冶炼渣渣代替部分化工原料后，二氧化硅、氧化铝这两种难熔组分中有一部分已经成为化合物，因此可以将玻璃的熔化温度从1550℃降低至1460℃。同时还提高了玻璃的熔制速度，从而提高了熔窑效率，降低了能耗。

5、纯碱可以在玻璃中提供氧化钠。它的主要作用是降低玻璃液的粘度，使玻璃的熔化能够顺利的进行，但用量过多则会使产品变形，氧化钠的适宜引入量为3.5-4.0%。

6、碳酸钡可以降低玻璃液的粘度，有利于玻璃的熔化，对玻璃性能的不利影响比起氧化钠来要小，适宜的用量为3-5%。

7、在材料配比中适当加入氧化铜、氧化铬、碳粉，可以适当调节产品的颜色和光泽，使产品满足用户的不同要求。

以下是本发明与全部用工业原料生产的普通微晶玻璃特性的对比：

材料                                   本发明的微晶玻璃        普通微晶玻璃

机械性能：抗弯强度（Mpa)                 44                    40~50

         抗压强度（Mpa)                    336.7                   341.3

         抗冲击强度（Pa)                    2481                   2452

           莫氏硬度                                    6                     6

            比重                                           2.7                    2.7

化学性能  耐酸性（1%H₂SO₄）       0.03                  0.08

          耐碱性（1%NaOH)                  0.07                  0.05

             吸水率（%）                        0                     0

         

综上，本发明不仅在性能方面不逊于全部用工业原料生产的普通微晶玻璃，而且还可以废物利用，减少环境污染，降低生产成本，降低玻璃的熔化温度，提高玻璃的熔制速度和熔窑效率，降低能耗。由于具有强度高、抗磨损、耐腐蚀、耐风化、不吸水、清洁维护方便、无放射性污染等优良的理化特性以及色调均匀，光泽柔和晶莹，表面致密无暇等优异的外观特点。可以广泛应用于建筑装饰材料，特别是应用于建筑的内外墙、地面、廊柱、台面等各类建筑装修工程中。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

 图1是本发明制造绿色微晶玻璃板材的工艺流程图。

具体实施方式　 

本发明的实施例如下

实施例1：

通过称量、混合制成玻璃配合料，玻璃配合料的成分(重量)为：铅锌冶炼渣渣60份，石英26份，锂长石15份，纯碱4份，氧化锌2份，碳酸钡4份，硼砂2份，氧化铬2份,氧化铜0.2份，碳粉0.04份。

所述铅锌冶炼渣的成分及含量是SiO₂40.20%,AL₂O₃13.60%,CaO19.84%,MgO3.31%,K₂O＋Na₂O1.93%;Fe₂O₃9.66%,ZnO0.71%,PbO0.06%。

将上述玻璃配合料放在莫来石质坩埚里，在温度为1480℃的箱式电炉中熔化3小时，熔化完成后将玻璃液倒入水中成为玻璃颗粒料。将700克玻璃颗粒料平铺在尺寸为120×120毫米的耐火模具中在箱式电炉中进行晶化，晶化温度为1020℃。由此即可得到120×120×18毫米的绿色微晶玻璃样品。

 

实施例2：

通过称量、混合制成玻璃配合料，玻璃配合料的成分（重量）为：铅锌冶炼渣渣50份，石英33份，锂长石15份，纯碱3份，氧化锌3份，碳酸钡4份，硼砂2份，氧化铬2.2份、氧化铜0.06份，碳粉0.1份。所述铅锌冶炼渣的成分及含量同实施例1。

将上述玻璃配合料在温度为1480℃的玻璃池窑中熔化3小时，熔化完成后将玻璃液直接流入水中成为玻璃颗粒料。将26公斤玻璃颗粒料平铺在尺寸为6000×9000毫米的耐火模具中在以液化石油汽为燃料的梭式窑中进行晶化，晶化温度为1060℃。由此即可得到600×900×18毫米的绿色微晶玻璃产品。

 

实施例3：

通过称量、混合制成玻璃配合料，玻璃配合料的成分（重量）为：铅锌冶炼渣渣40份，石英38份，锂长石24份，石灰石7份，纯碱2份，氧化锌2份，碳酸钡4份，硼砂2份，氧化铬2.5份，碳粉0.2份。所述铅锌冶炼渣的成分及含量同实施例1。

将上述玻璃配合料在温度为1480℃的玻璃池窑中熔化3小时，熔化完成后使玻璃液直接流入水中成为玻璃颗粒料。将26公斤玻璃颗粒料平铺在尺寸为6000×9000毫米的耐火模具中在以液化石油汽为燃料的梭式窑中进行晶化，晶化温度为1050℃。由此即可得到600×900×18毫米的绿色微晶玻璃产品。