【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微晶玻璃材料制备，具体为一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料及其制备方法。
技术介绍
1、石英砂尾矿是石英砂选矿后的一种固体废弃物，石英砂尾矿的主要成分是sio2，另外还含有少量的al2o3、cao、fe2o3、mgo、k2o等杂质。目前石英砂尾矿主要用来制作水泥、釉面砖、涂料等建筑材料制品，但是这些仅占排量的十分之一。石英砂尾矿的堆弃排放已经成为环境治理的一大难题。降碳减污愈发受到各个领域的高度关注，实现工业固体废弃物的规模化、资源化与无害化利用已经成污染治理的研究热点。
2、微晶玻璃是通过一定热处理手段将特定组成的基础玻璃晶化而得到的多晶固体复合材料。
3、石英砂尾矿的成分是微晶玻璃的主要成分之一，可通过在配料的过程中添加一些辅助料如废玻璃粉、废水泥、硼砂等来对原料进行调整，以制备性能更为优良的微晶玻璃材料。同时利用石英砂尾矿、废玻璃、废水泥等固体废弃物作为主要原料可以大大降低成本。本专利的目的是为实现石英砂尾矿的资源化利用提供一种新途径。
4、本专利技术公开了一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料及其制备方法，针对石英砂尾矿的特点和利用现状，以综合利用大宗废弃石英砂尾矿为目标，并提升其经济价值，使其变废为宝，降低环境压力。由此制备的微晶玻璃材料具有良好的力学性能、抗压强度、隔音效果和稳定性，同时耐污染，无放射性元素，绿色环保，防火阻燃安全性能好，防冻，耐腐蚀，不老化等优点，可广泛用于建筑装饰材料、机械加工材料及化工材料。
技术实现思路>
1、本专利技术的目的在于提供一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，所述微晶玻璃材料由预制体经熔融、水淬和烧制制出，所述预制体包括以下质量百分比原料：石英砂尾矿30％-60％、废玻璃10％-30％、废水泥10％-30％、硼砂1％-10％、辅助料0％-5％，所述石英砂尾矿的组分包括sio2、al2o3、fe2o3、cao和mgo，所述废玻璃的组分包括sio2、碳酸盐和金属氧化物。
4、优选的，所述石英砂尾矿中，sio2的品位在60％-80％，al2o3的品位在15％-20％，fe2o3的品位在2％-5％，cao的品位在1％-5％，mgo的品位在0.8％-3％。
5、优选的，所述废玻璃中，sio2的品位在75％-90％，碳酸盐的品位在2％-10％，金属氧化物的品位在0.5％-1％，所述金属氧化物为al2o3、na2o、k2o和fe2o3中的任意一种或多种。
6、优选的，所述废水泥的组分包括硅酸盐、铝酸盐和钙酸盐，其中，硅酸盐的品位在30％-60％，铝酸盐的品位在8％-20％，钙酸盐的品位在5％-25％。
7、优选的，所述硼砂的纯度大于99％，所述硼砂的粒度在1-10微米之间。
8、优选的，所述预制体还包括以下质量百分比原料：助熔剂1.5％-5％和添加剂2％-5％。
9、优选的，所述助熔剂包括氟化钠、氟化钾、碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钾中的任意一种或多种。
10、优选的，所述添加剂包括氧化铝、氧化钙、氧化镁中的任意一种或多种。
11、优选的，所述辅助料为黏土或高岭土。
12、根据所述一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料的制备方法，包括以下步骤：
13、(1)称量：使用分析天平将原材料按照质量分数准确称量，所用的原料包括石英砂尾矿30％-60％、废玻璃10％-30％、废水泥10％-30％、硼砂1％-10％、辅助料0％-5％；
14、(2)球磨：将称量好的样品放入球磨罐中进行球磨，转速300-500r/min，球磨时间2h，球料比1:2；
15、(3)熔融：再置于密闭的铂金坩埚或者刚玉坩埚中，随后放入高温炉中以10℃/min的速率升温至1500℃，保温2h至原料熔融形成均匀的玻璃液；
16、(4)水淬：将熔融玻璃熔体倒入装有水的桶中进行水淬，然后取出经烘干后得到基础玻璃；
17、(5)成型：将基础玻璃经粉碎机粉碎至200目以下，然后使用压片机在预成型压力为20mpa下进行压制成φ40mm*20mm的圆柱形；
18、(6)烧制：对成型后的基础玻璃进行二步法热处理，即以4℃/min的升温速率升温至620～670℃，并保温1-3h，使玻璃核化，然后以4℃/min的升温速率在810～880℃下晶化1-3h，随炉冷却至室温；
19、(7)对得到的微晶玻璃进行抛光和加工处理，得到适用形状的微晶玻璃材料。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
21、1、本专利技术利用石英砂尾矿制备微晶玻璃材料，既节约资源又降低了成本，同时，石英砂尾矿中含有一定量的氧化铝和氧化钙等物质，可以作为玻璃的添加剂，改善玻璃的化学稳定性和耐腐蚀性，改善玻璃质量，石英砂尾矿中含有氧化铝和氧化钙等物质，添加到微晶玻璃材料中可以提高玻璃的热稳定性和抗热冲击性，提高玻璃的热稳定性，石英砂尾矿中含有一定量的氧化钠和氧化钾等元素，可以作为助熔剂添加到微晶玻璃材料中，促进玻璃的晶化，提高玻璃的物理性能，促进玻璃的晶化；
22、2、本专利技术利用废玻璃制备微晶玻璃材料，废玻璃中含有一定量的氧化钠和氧化钾等元素，可以作为助熔剂添加到微晶玻璃材料中，促进玻璃的晶化，提高玻璃的物理性能，同时，废玻璃中的杂质和气泡等缺陷可以被去除，有利于提高玻璃的质量和透光性，此外，还能够节约资源、降低成本、降低能耗；
23、3、本专利技术废水泥中含有一定量的氧化钙和氧化铝等元素，可以作为玻璃的添加剂，改善玻璃的化学稳定性和耐腐蚀性，使用废水泥可以节约原材料，减少对天然资源的开采和消耗，有利于环境保护和可持续发展；
24、4、本专利技术将硼砂添加到微晶玻璃材料中，可以降低玻璃的熔化温度，促进熔化和成型过程，有利于生产的高效和节约能源，硼砂可以提高玻璃的化学稳定性，增强其耐腐蚀性，使得玻璃可以在不同的环境下保持稳定的性能，还可以提高玻璃的抗压强度和硬度，降低其热膨胀系数，从而增强其耐热性和耐热冲击性，提高玻璃的折射率和透光性，使得玻璃可以更好地应用于光学领域。
25、本专利技术提供了以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料及其制备方法，解决了石英砂尾矿堆存难以利用以及工业附加值低的问题，采用石英砂尾矿为主要原料，添加废玻璃、硼砂、辅助剂等，经过配料、球磨、熔融、水淬、破碎、成型、烧制、冷却等过程制备微晶玻璃，并研究配料的优化与微晶玻璃性能的关系，此方法可控性高，工艺简单且稳定性较好，可实现石英砂尾矿的高附加值利用。
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1.一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述微晶玻璃材料由预制体经熔融、水淬和烧制制出，所述预制体包括以下质量百分比原料：石英砂尾矿30％-60％、废玻璃10％-30％、废水泥10％-30％、硼砂1％-10％、辅助料0％-5％，所述石英砂尾矿的组分包括SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO和MgO，所述废玻璃的组分包括SiO2、碳酸盐和金属氧化物。
2.根据权利要求1所述的一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述石英砂尾矿中，SiO2的品位在60％-80％，Al2O3的品位在15％-20％，Fe2O3的品位在2％-5％，CaO的品位在1％-5％，MgO的品位在0.8％-3％。
3.根据权利要求1所述的一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述废玻璃中，SiO2的品位在75％-90％，碳酸盐的品位在2％-10％，金属氧化物的品位在0.5％-1％，所述金属氧化物为Al2O3、Na2O、K2O和Fe2O3中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述废水泥
5.根据权利要求1所述的一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述硼砂的纯度大于99％，所述硼砂的粒度在1-10微米之间。
6.根据权利要求1所述的一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述预制体还包括以下质量百分比原料：助熔剂1.5％-5％和添加剂2％-5％。
7.根据权利要求6所述的一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述助熔剂包括氟化钠、氟化钾、碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钾中的任意一种或多种。
8.根据权利要求6所述的一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述添加剂包括氧化铝、氧化钙、氧化镁中的任意一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述辅助料为黏土或高岭土。
10.根据权利要求1～9任意一项所述一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述微晶玻璃材料由预制体经熔融、水淬和烧制制出，所述预制体包括以下质量百分比原料：石英砂尾矿30％-60％、废玻璃10％-30％、废水泥10％-30％、硼砂1％-10％、辅助料0％-5％，所述石英砂尾矿的组分包括sio2、al2o3、fe2o3、cao和mgo，所述废玻璃的组分包括sio2、碳酸盐和金属氧化物。
2.根据权利要求1所述的一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述石英砂尾矿中，sio2的品位在60％-80％，al2o3的品位在15％-20％，fe2o3的品位在2％-5％，cao的品位在1％-5％，mgo的品位在0.8％-3％。
3.根据权利要求1所述的一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述废玻璃中，sio2的品位在75％-90％，碳酸盐的品位在2％-10％，金属氧化物的品位在0.5％-1％，所述金属氧化物为al2o3、na2o、k2o和fe2o3中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种以石英砂尾矿为原料的微晶玻璃材料，其特征在于：所述废水...
【专利技术属性】
技术研发人员：高慧阳，张杰，吴中，方军，李天映，梁宇，赵子涵，操雍慧，
申请(专利权)人：蚌埠学院，
类型：发明
国别省市：
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