一种利用铜银尾矿和废玻璃制备微晶玻璃的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用铜银尾矿和废玻璃制备微晶玻璃的方法，将铜银尾矿、废玻璃、改质剂和晶核剂，加热熔化得玻璃熔液，流入模具，冷却后脱模放入炉中核化，晶化，退火冷却，对产品表面进行抛光打磨，得到成品微晶玻璃。本发明专利技术的方法综合利用铜银尾矿和废玻璃两种废弃资源，废弃物利用率高，制备方法简单，原料来源方便，成本低廉，制得的微晶玻璃具有优良的抗弯强度和莫氏硬度，且具有较高的附加值，为铜银尾矿和废玻璃的资源化综合利用提供了新的途径，具有显著的经济与社会效益。

A method of preparing glass ceramics from copper silver tailings and waste glass

The invention discloses a method for preparing glass-ceramics by using copper-silver tailings and waste glass. The copper-silver tailings, waste glass, modifier and nucleating agent are heated and melted to obtain glass melt, which flows into the mold, and after cooling, the mold is demoulded and put into the furnace for nucleation, crystallization, annealing and cooling, and the surface of the product is polished and polished to obtain the finished product microcrystals. Glass. The method of the invention comprehensively utilizes two kinds of waste resources, copper-silver tailings and waste glass. The waste utilization rate is high, the preparation method is simple, the raw material source is convenient, the cost is low, the prepared glass-ceramics have excellent bending strength and Mohr hardness, and have high additional value, so it is a comprehensive utilization of copper-silver tailings and waste glass. The use of new ways has significant economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种利用铜银尾矿和废玻璃制备微晶玻璃的方法
本专利技术属于建筑材料
，涉及一种以工业废渣为原料制备微晶玻璃的方法，具体涉及一种利用铜银尾矿和废玻璃制备微晶玻璃的方法。
技术介绍
微晶玻璃又称玻璃陶瓷，是将加有晶核剂(或者不加晶核剂)的特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化而制备出的一种含有大量微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料。微晶玻璃具有无脆性、强度高、化学稳定性好、热稳定性和硬度比较高等特点，已经成为一类独特的新型材料。在微晶玻璃的生产过程中，通过控制其成分组成、晶粒大小、晶化程度等条件，可得到物理和化学性能完全不同的微晶玻璃。微晶玻璃因其独特的性能，已经被广泛应用于电子、医疗、建筑、机械、航空航天工程等领域。我国铜矿以硫化铜矿为主，且铜矿床中共伴生组分，如金、银、铅、锌、硫、钼、铋等有价元素，综合利用价值大。我国32.5％的银产量来自于铜矿床。随着我国工业化的迅速发展，矿产资源的需求急剧增加，每年都有大量的铜矿被开采和冶炼，同时也产生大量的铜银尾矿。目前，对于铜银尾矿的处理大都是建立尾矿库对尾矿进行集中堆存，不仅造成环境污染，更带来严重的资源浪费。目前对铜银尾矿综合利用主要集中在利用制造作水泥、砖等建筑材料或装饰材料，产品的附加值较低。目前，玻璃已经广泛应用于日常生活中，玻璃的消耗量也随着科学技术的迅速发展而大幅增长。由此产生的废玻璃也达到惊人的数量，2017年我国生活垃圾年产量超过4亿吨，据估算其中废玻璃含量约为2％，接近800万吨。目前世界经济发达国家对废玻璃的回收、分类、分拣、使用等已经形成较完善的体系，但回收成本较高，且产品主要为平板玻璃、日用玻璃瓶罐以及玻璃砖等，产品附加值较低。如中国专利申请CN107522405A(公开日为2017年12月29日)公开了一种利用银尾矿生产泡沫玻璃的方法，所述方法为：将银尾矿进行配料，获得所需组成的玻璃料，将该玻璃料熔融、水淬后得到泡沫玻璃原料，将所述玻璃熟料于发泡剂混合后进行烧成，退火得到泡沫玻璃。如中国专利申请CN107673610A(公开日为2018年2月9日)公开了一种利用铜尾矿生产泡沫玻璃的方法，所述方法为：将铜尾矿进行配料，获得所需组成的玻璃料，将该玻璃料熔融、水淬后得到泡沫玻璃原料，将所述玻璃熟料于发泡剂混合后进行烧成，退火得到泡沫玻璃。如中国专利申请CN107673606A(公开日为2018年2月9日)公开了一种利用玻璃微珠的方法及装置，以废玻璃粉末或玻璃微珠粉末为原料，将废玻璃粉末和相应料混合为粉末混合料，将粉末混合料经喷料口及喷枪燃烧火焰造料，高温成珠，收集装置收集再经旋风分离装置分离为玻璃微珠水淬粉料，再将其经烘干干燥、分离装置分离若干次后，进入除尘收集装置即制得玻璃微珠。上述现有的方法虽然可以有效处理铜尾矿、银尾矿和废玻璃，但是利用率低，且所得产品附加值较低，处理的固体废弃物种类单一，很难提高铜银尾矿和废玻璃回收再利用过程中的经济效益。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种利用铜银尾矿和废玻璃制备微晶玻璃的方法，同时合理利用了铜银尾矿和废玻璃，以提高铜银尾矿和废玻璃的回收再利用率。具体的，本专利技术的利用利用铜银尾矿和废玻璃制备微晶玻璃的方法，包括下述步骤：(1)配料：所述方法利用的原料包括铜银尾矿、废玻璃、改质剂、晶核剂；所述铜银尾矿的含量是50～60％，所述废玻璃的含量是20～25％，所述改质剂的含量是20～30％，所述晶核剂的含量是0～2％，所述含量为质量百分含量；其中，上述铜银尾矿包含的化学成分按质量百分比计算，包含：55～60％的二氧化硅、10～15％的氧化铝、15～18％的氧化钙、0～1％的氧化钾、0～1％的氧化钠、10～15％的氧化铁、0～1％的氧化镁、0～1％的二氧化钛、0～1％的氧化锌，其它成分的含量为1％以下；优选的，铜银尾矿粒度为100目以上。上述废玻璃包含的化学成分按质量百分比计算，包含：70～85％的二氧化硅、2～5％的氧化铝、5～10％的氧化钙、12～16％的氧化钠、0～2％的氧化镁、0～1％的氧化钾，其它成分的含量为1％以下；优选的，废玻璃粒度为50目以上。上述改质剂由石英砂、碳酸钡、方解石、氧化锌、钾长石中的一种或多种组成，包含的化学成分按质量百分比计算，包含：40～50％的二氧化硅、25～35％的氧化钙、10～15％的氧化钡、8～12％的氧化锌、0～1％的三氧化二铝、0～1％的三氧化二铁、0～1％的氧化镁、0～1％的氧化钾、0～1％的氧化钠，其它成分的含量为1％以下；优选的，改质剂粒度为200目以上。上述晶核剂由二氧化钛、氟化钙、氧化锆、五氧化二磷中的一种或多种组成；优选的，晶核剂粒度为200目以上。(2)熔料：将铜银尾矿、废玻璃、改质剂与晶核剂混合均匀，加热熔化并充分搅拌，得到玻璃熔液；其中，熔化温度宜保持在1550～1600℃；上述混合过程中，采用V型混料机混合。上述熔料过程中，保温时间为3小时(h)以上。上述熔料过程中，采用搅拌浆搅拌均匀。(3)装模：将玻璃熔液倒入模具中，以50～80℃/分钟(min)的冷却速度冷却至400～500℃，再以不超过20℃/min的冷却速度冷却至室温，形成玻璃；上述装模工艺中，所用模具为石墨模具或喷涂脱模剂的耐热钢模具。(4)核化：将玻璃脱模后放入炉中，以8～15℃/min的加热速度升温至750～800℃区间，并保温1～1.5h；上述核化过程中，脱模后放置在氧化铝、氧化锆或碳化硅硼板等耐高温材质上，玻璃与耐火板之间用高温纸隔开。(5)晶化：以5～8℃/min的加热速度升温至950～1000℃，并保温1～3h；(6)退火：以不超过15℃/min的冷却速度冷却至500℃以下，再以不超过10℃/min的冷却速度冷却至室温，出炉；(7)磨抛：对产品表面进行抛光打磨，得到成品微晶玻璃。相对于现有技术，本专利技术的方法具有如下优点：本专利技术制备的微晶玻璃具有优于天然石材的强度、耐磨性、耐酸、耐碱、耐化学腐蚀等性能，且没有放射性，附加值高，比利用化工原料生产微晶玻璃成本更低。本专利技术为解决铜银尾矿处理的问题提供了新的途径，同时在原料中加入废玻璃，大大降低了微晶玻璃的生产成本，将带来显著的经济与社会效益。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下述实施例中所用的材料，如无特殊说明，均可由自由市场获得。表1实施例中所使用的铜银尾矿、废玻璃、改质剂的主要成分(质量百分数wt％)原料名称Al2O3SiO2Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2BaOZnO其它铜银尾矿10-1555-6010-1515-180-10-10-10-1-0-10-1废玻璃2-570-75-5-100-20-112-16---0-1改质剂0-140-500-125-350-10-10-1-10-158-120-1实施例1表2实施例1的原料组成名称比例(wt％)铜银尾矿58废玻璃20改质剂21晶核剂1按照上述的原料组成采用下述步骤制备微晶玻璃板：(1)将铜银尾矿破碎，得到粒度100目以上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用铜银尾矿和废玻璃制备微晶玻璃的方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、按计量比称取原料，所述的原料包括50～60wt％的铜银尾矿、20～25wt％的废玻璃、20～30wt％的改质剂、0～2wt％的晶核剂；S2、将所述的原料混合均匀，加热熔化并充分搅拌，得到玻璃熔液；S3、将玻璃熔液流入模具，冷却；S4、将模具中的玻璃脱模后放入炉中核化；S5、核化完成后调整温度继续晶化；S6、晶化完成后进行退火；S7、对产品表面进行抛光打磨，得到成品微晶玻璃。

【技术特征摘要】
1.一种利用铜银尾矿和废玻璃制备微晶玻璃的方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、按计量比称取原料，所述的原料包括50～60wt％的铜银尾矿、20～25wt％的废玻璃、20～30wt％的改质剂、0～2wt％的晶核剂；S2、将所述的原料混合均匀，加热熔化并充分搅拌，得到玻璃熔液；S3、将玻璃熔液流入模具，冷却；S4、将模具中的玻璃脱模后放入炉中核化；S5、核化完成后调整温度继续晶化；S6、晶化完成后进行退火；S7、对产品表面进行抛光打磨，得到成品微晶玻璃。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的铜银尾矿粒度为100目以上，按质量百分比计，包含：55～60％的二氧化硅、10～15％的氧化铝、15～18％的氧化钙、0～1％的氧化钾、0～1％的氧化钠、10～15％的氧化铁、0～1％的氧化镁、0～1％的二氧化钛、0～1％的氧化锌，其它成分的含量为1％以下。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的废玻璃粒度为50目以上，按质量百分比计，包含：70～85％的二氧化硅、2～5％的氧化铝、5～10％的氧化钙、12～16％的氧化钠、0～2％的氧化镁、0～1％的氧化钾，其它成分的含量为1％以下。...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕凡，李洪玮，盛敏奇，许继芳，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32