黑色微晶玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术黑色微晶玻璃，按重量份包括以下组分：霓辉石矿渣70—90，劣质石英5—20，劣质石灰石5—10。本发明专利技术黑色微晶玻璃；发色纯正、性能优异。本发明专利技术还提供了降低生产成本，减少环境污染的黑色微晶玻璃的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属建筑材料
涉及的是一种建筑装饰材料及其制备方法，特别涉及的是一种黑色微晶玻璃以及这种黑色微晶玻璃的制备方法。
技术介绍
微晶玻璃又称玻璃陶瓷，是将特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化，而制得的一种含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料。一般认为，晶体含量多有利于提高玻璃的机械强度、硬度以及耐磨性、化学稳定性。微晶玻璃既不同于陶瓷，也不同于玻璃，与陶瓷不同之处是在晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或已产生相分离的区域，通过成核和晶体生长而产生的致密材料；与玻璃不同之处在于微晶玻璃是微晶体和残余玻璃组成的复相材料，它既有玻璃的基本性能，又具有陶瓷的多晶特征，集中了玻璃和陶瓷的特点，综合了玻璃熔制工艺、陶瓷砖成形、晶化热处理工艺和石材抛光、切割工艺于一体，是一类独 特的新型材料。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、不退色、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，艳丽典雅，纹理清晰，表面致密无暇等优异的外观特点。作为建筑装饰材料中的“高端”产品，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。最早对微晶玻璃的研究，就是从利用工业废料、矿渣和炉渣等开始的。1957年美国康宁玻璃厂首先研制出微晶玻璃，对微晶玻璃的发展具有历史性的贡献。I960年前苏联Kitaigocodski研制成功了矿渣微晶玻璃，1966年第I条辊压法微晶玻璃生产线建成并投产。20世纪70年代中期，日本电气硝子株式会社成功地用烧结法研制出了不同品种和规格的微晶玻璃。我国从20世纪80年代以来也开始加入微晶玻璃的研究行列，90年代初步入了工业化试验阶段，虽然，对烧结微晶玻璃装饰板材的研究开发起步较晚，但在较短的时间内取得了很大进步。微晶玻璃的制备技术根据其所用原料的种类、特性及对产品性能的要求而变化，主要有熔融法、烧结法、熔胶一凝胶法、压延法、二次成型工艺、强韧化技术等。对于尾矿废渣微晶玻璃而言，目前工业生产基本成熟的制备技术主要为熔融法、烧结法，国内以烧结法为主。熔融法是制备微晶玻璃的传统方法。该法将配合料在高温下熔制为玻璃后先直接成型、退火，然后在一定温度下进行核化和晶化，以获得晶粒细小且结构均匀致密的微晶玻璃制品。热处理制度的确定是该法的技术关键。热处理一般分两个过程进行，将退火的玻璃加热至晶核形成温度^*，并保温一定时间，使其形成大量的晶核，然后以一定的升温速率升温至晶体生长温度7胃，并保温一定时间，形成晶粒细小且结构均匀、致密的微晶玻璃。熔融法的优点为①可采用任何一种玻璃成形方法，如压延、压制、吹制、拉制等，便于生产性状复杂的制品和机械化生产；②制品无气孔，致密度高；③玻璃组成范围宽。熔融法存在的问题主要有①熔制温度过高，通常在1400— 1600°C，能耗大；②热处理制度在实际生产中难以控制；③晶化温度高，时间长。用烧结法生产微晶玻璃由H 宣波恩于20世纪60年代首先提出，并于20世纪70年代在日本实现工业化。烧结法是将熔制玻璃粒料与晶化分两次完成，即将配合料经高温熔制为玻璃后以水淬冷，使其粉碎为细小颗粒，成型后再采用与陶瓷烧结类似的方法，让玻璃粉在半熔融状态下致密化并成核析晶。烧结法的优点为①不需经过玻璃成形阶段，因此适于极高温熔制的玻璃以及难以形成玻璃的微晶玻璃的制备由于晶化与小块玻璃的粘结同时进行，因此不易炸裂，产品成品率高，而且晶化时间短，节能，产品厚度可调，可方便地生产出具有类似天然石材花纹的异型板材和各种曲面板，其颜色品种丰富，装饰效果理想，更适于工业化生产，厚度一般为18 — 22mm，适合于内外墙及地面装饰使用由于玻璃粉颗粒细小，表面积增加，因而比熔融法制得的玻璃更易于晶化，可不加或少加晶核剂。烧结法目前最大的问题是表面层致密化深度浅(2mm左右)，内部气孔难以排除，板材容易变形(尤其是大规格)。尽管国内外许多学者对上述问题进行了大量研究，但至今仍未得到彻底解决。目前，微晶玻璃板材的发展总趋势是工艺简单化、功能多样化、成本低廉化。在产品生产与研究中主要面临的问题是1)通过微晶玻璃成分研究，降低微晶玻璃烧成温度；2)降低单位面积产品的重量，以求降低成本，使微晶玻璃薄型化。而与其薄型化相关的烧成工艺、退火制度应当有相应的研究与调整。利用工业废渣和尾矿生产微晶玻璃，可以很好地解决工业废渣和尾矿堆存所带来的资源浪费问题和环境问题。随着基础理论研究的深入和制备工艺的改进，开发出成本低、能耗少、性能优良，功能多样的尾矿废渣微晶玻璃将是必然的发展趋势，利用工业尾渣(矿)制备微晶玻璃装饰材料，可以大大降低生产成本，同时对环境的保护以及实现建材工业可持续发展战略的目标有重要的意义和作用。随着国家对节能、减排的执行力度的加大，对铁渣、铜渣、钢渣、钛渣、铬渣等冶金废渣和钽铌矿渣、磷渣、复合矿渣、复合尾矿、粉煤灰、火山灰、煤矸石等固体废弃物利用研究与开发力度也越来越大。在各种矿渣以及粉煤灰、火山灰、煤矸石中含有大量氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁等成分，这些成分在建筑装饰微晶玻璃中都是非常有用的。如何利用以上工业矿渣，生产出附加值更高的装饰材料，有许多技术问题需要研究，也取得了一定的新成果。肖汉宁等工艺条件对钢铁废渣玻璃陶瓷显微结构的影响。湖南大学学报，2001,28 (1) :135—139。通过对材料组成和结构的设计，获得了高炉渣和钢渣用量为55%—60%，以辉石类为主晶相，性能优良的微晶玻璃。贝丽娜铬渣微晶玻璃析晶行为的研究。金属材料与冶金工程，2008，36 (2)19一21。以铬渣为原料，采用熔融法制备了微晶玻璃，并研究了铬渣含量变化对微晶玻璃析晶行为的影响，为铬渣的综合利用提供了参考。肖兴成等钛渣微晶玻璃晶化工艺的研究。玻璃与搪瓷，1999，27(1):7-11,以外加的P2O5和钛渣本身的TiO2组成复合晶核剂，研制出了以CaMg (SiO3) 2为主晶相、有较好力学性能和化学稳定性的钛渣微晶玻璃。 曹建新等利用黄磷炉渣制造微晶玻璃的实验研究.贵州工业大学学报自然科学版，2003，32 (1) :33— 36进行了以黄磷炉渣为主要原料，用烧结法制备微晶玻璃的试验研究。王志强等酸洗硼镁渣微晶玻璃的研究.玻璃与搪瓷，1999,27(3):9-13. 60%的酸洗硼镁渣研制出了适于建筑装饰材料方面的微晶玻璃。刘瑄等.用金矿尾矿生产微晶玻璃研究.非金属矿，2007,30 (1):35— 36.以金尾矿为基本原料，采用烧结法制备微晶玻璃，工艺简单易控，尾矿最大利用率可达70%，制取的微晶玻璃性能良好。杨会智等铝土矿尾矿微晶玻璃研制.矿业研究与开发，2007，27 (6):48— 49，利用铝土矿，经1000°c烧结，获得了主晶相为硅灰石、晶粒呈针状、性能良好的微晶玻璃。匡敬忠等钨尾矿微晶玻璃的组成及制备。矿产综合利用，2003(3):37—40以钨尾矿为主要原料，采用浇铸成型晶化法制备出了主晶相为β—娃灰石的尾矿微晶玻璃。中国专利申请03128180. χ本文档来自技高网...

【技术保护点】
黑色微晶玻璃，按重量份包括以下组分：霓辉石矿渣？？？？？？？？？？？？？？70—90，劣质石英？？？？？？？？？？？？？？？？？5—20，劣质石灰石？？？？？？？？？？？？？？5—10，上述的霓辉石矿渣按重量份数由？SiO2？40—50、Al2O3？15—20、CaO0.2—1、MgO0.1—0.5、Fe2O320—25、TiO2？0.5—1.5、K2O？2—4、Na2O？7—9、Co2O3？0.3—1.5、MnO2？0.5—1.5组成，其中Fe2O3、TiO2、Co2O3、MnO2有色金属氧化物重量份之和为21.3—29.5；劣质石英按重量份由？SiO2？78—86、Al2O3？12—18、Fe2O31—2、TiO20.5—1.5、K2O？0—0.5、Na2O？0—0.5组成；劣质石灰石按重量份由SiO2？10—15、Al2O3？2—5、CaO65—76、MgO3—6、Fe2O33—5、K2O？2—3、Na2O？0.2—1组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苟文吉，
申请(专利权)人：会理县紫源矿业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：