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一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法,该方法为:将一定重量份的煤矸石、石英砂、方解石、氧化铝、碳酸钠、氧化锌、碳酸钡、氧化铜、碳粉、硼砂和三氧化二铬混合制成玻璃配合料,将玻璃配合料熔化成玻璃液,然后将玻璃液倒入水中成为玻璃颗粒料,再将玻璃颗粒料平铺在耐火模具中进行晶化热处理,对晶化热处理后的微晶玻璃粗品进行研磨切割后成为成品。本发明利用煤炭矿业废弃物制造微晶玻璃板材,不仅减少了煤矸石的堆存量,减轻了环境污染,还能够提高产品性能、降低生产成本,因此具有很好的社会效益和经济效益。

Description

一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法
技术领域
本发明涉及一种微晶玻璃板材的制造方法,尤其是涉及一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法。
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。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、地面及廊柱等各类建筑装修工程中。
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,这样的高温必然会增加燃料消耗,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,影响了设备使用寿命。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法,该方法降低了生产成本且熔化温度低。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)玻璃配合料的制备:按以下重量份称取各原料后混合制成玻璃配合料:煤矸石30-70份,石英砂24-42份,方解石8-25份,氧化铝4-8份,碳酸钠5-10份,氧化锌3-6份,碳酸钡3-6份,氧化铜0-0.6份,碳粉0-0.6份,硼砂0-5份,三氧化二铬0-0.1份;
(2)用玻璃池窑或箱式电炉将步骤(1)中的所述玻璃配合料熔化成玻璃液,然后将玻璃液倒入水中成为玻璃颗粒料,熔化温度为1450~1470℃;
(3)将步骤(2)中的所述玻璃颗粒料平铺在耐火模具中,用隧道窑、梭式窑或箱式电炉进行晶化热处理成为微晶玻璃粗品,对微晶玻璃粗品进行研磨切割后成为成品,晶化温度为1020~1070℃。
上述步骤(1)中所述玻璃配合料的原料组成按重量份计为:煤矸石30-70份,石英砂24-42份,方解石8-25份,氧化铝4-8份,碳酸钠5-10份,氧化锌3-6份,碳酸钡3-6份,氧化铜0.1-0.6份,碳粉0.1-0.6份,硼砂2-5份,三氧化二铬0.01-0.1份。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1.煤矸石是一种煤炭矿业废弃物,它侵占耕地、污染环境甚至有可能造成自燃、燃爆、溃坝等危及生命财产安全的灾害性事故。利用煤矸石作为工业原料用于生产微晶玻璃能够减少其堆存量,减少环境危害。
2.煤矸石是一种废弃物,所以它除了运输费用外其它成本基本为零。将其用在玻璃配合料中使用,可以代替部分石英、氧化铝、氧化镁、碳酸钠、方解石等常规原料,能够降低玻璃配合料成本25%以上。
3.引入煤矸石后,减少了碳酸钠、方解石等化工原料的用量,而这些原料对耐火材料具有很强的侵蚀性副作用。所以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窑耐火材料的侵蚀。
4.用煤矸石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1470℃。加快了玻璃液的熔化速度,从而提高了熔窑效率,降低了能耗。
总之,本发明带来的好处是减少环境污染、降低生产成本。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
通过称量、混合制成玻璃配合料,玻璃配合料的成分按重量份计为:煤矸石70份,石英24份,方解石8.5份,氧化铝4份,碳酸钠9份,氧化锌5份,碳酸钡3份。
将上述玻璃配合料放在莫来石质坩埚里,在温度为1460℃的箱式电炉中熔化3.5小时,熔化完成后将玻璃液倒入水中成为玻璃颗粒料。将500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℃。即可得到120×120×18毫米的灰黑色微晶石样品。
实施例2
通过称量、混合制成玻璃配合料,玻璃配合料的成分按重量份计为:煤矸石40份,石英40份,方解石21份,氧化铝4.7份,碳酸钠9份,氧化锌4份,碳酸钡5份,氧化铜0.6份,碳粉0.5份。
将上述玻璃配合料在温度为1470℃的玻璃池窑中熔化3.5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20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1070℃。即可得到600×900×16毫米的铜红色微晶石产品。
实施例3
通过称量、混合制成玻璃配合料,玻璃配合料的成分按重量份计为:煤矸石40份,石英42份,方解石18份,氧化铝4份,碳酸钠7份,氧化锌6份,碳酸钡6份,氧化铜0.1份,碳粉0.6份。
将上述玻璃配合料在温度为1470℃的玻璃池窑中熔化4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℃。即可得到600×900×18毫米的粉红色微晶石产品。
实施例4
通过称量、混合制成玻璃配合料,玻璃配合料的成分按重量份计为:煤矸石34份,石英40份,方解石21份,氧化铝6.5份,碳酸钠9份,氧化锌3份,碳酸钡4份,硼砂5份。
将上述玻璃配合料放在莫来石质坩埚里,在温度为1450℃的箱式电炉中熔化4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500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1070℃。即可得到120×120×18毫米的黄色微晶石样品。
实施例5
通过称量、混合制成玻璃配合料,玻璃配合料的成分按重量份计为:煤矸石32份,石英40份,方解石25份,氧化铝5.5份,碳酸钠6份,氧化锌5份,碳酸钡6份,硼砂2份,三氧化二铬0.02份。
将上述玻璃配合料放在莫来石质坩埚里,在温度为1470℃的箱式电炉中熔化4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500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1070℃。即可得到120×120×18毫米的翠绿色微晶石样品。
实施例6
通过称量、混合制成玻璃配合料,玻璃配合料的成分按重量份计为:煤矸石60份,石英砂35份,方解石12份,氧化铝5份,碳酸钠8份,氧化锌5份,碳酸钡5份,氧化铜0.3份,碳粉0.3份,硼砂3份,三氧化二铬0.04份。
将上述玻璃配合料放在莫来石质坩埚里,在温度为1450的箱式电炉中熔化4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500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1060℃。研磨切割后即可得到120×120×18毫米的微晶石样品。
实施例7
通过称量、混合制成玻璃配合料,玻璃配合料的成分按重量份计为:煤矸石30份,石英砂42份,方解石8份,氧化铝8份,碳酸钠5份,氧化锌6份,碳酸钡3份,氧化铜0.6份,碳粉0.1份,硼砂5份,三氧化二铬0.01份。
将上述玻璃配合料放在莫来石质坩埚里,在温度为1460℃的箱式电炉中熔化4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500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1030℃。研磨切割后即可得到120×120×18毫米的微晶石样品。
实施例8
通过称量、混合制成玻璃配合料,玻璃配合料的成分按重量份计为:煤矸石60份,石英砂24份,方解石25份,氧化铝4份,碳酸钠10份,氧化锌3份,碳酸钡6份,氧化铜0.1份,碳粉0.6份,硼砂2份,三氧化二铬0.1份。
将上述玻璃配合料放在莫来石质坩埚里,在温度为1470℃的箱式电炉中熔化4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500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1060℃。研磨切割后即可得到120×120×18毫米的微晶石样品。
实施例9
通过称量、混合制成玻璃配合料,玻璃配合料的成分按重量份计为:煤矸石50份,石英砂30份,方解石16份,氧化铝6份,碳酸钠7份,氧化锌4份,碳酸钡4份,氧化铜0.4份,碳粉0.4份,硼砂3份,三氧化二铬0.05份。
将上述玻璃配合料放在莫来石质坩埚里,在温度为1450℃的箱式电炉中熔化4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500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1070℃。研磨切割后即可得到120×120×18毫米的微晶石样品。
本发明制备的微晶玻璃板材经国家石材质量监督检验中心检验,结果如下:
(1)根据室内低本底高分辨率多道γ能谱仪分析结果,送检的微晶玻璃板材样品中放射性核素比活度为(见表1):
表1
  镭(Ra)-226   钍(Th)-232   钾(K)-40
  22.07±5.63Bq/kg   2.72±1.70Bq/kg   12.61±4.35Bq/kg
依据GB6566-2001标准,该样品的内照射指数(IRa)为0.11,外照射指数(Ir)为0.07,综合判定为A类装修材料。
(2)按JC/T872-2000标准对送检的微晶玻璃板材样品进行了规格尺寸偏差、平面度公差、外观质量、镜面光泽度、莫氏硬度、弯曲强度、抗急冷急热、耐酸性、耐碱性十项检验,检验结果(见表2)符合JC/T872-2000标准中的技术要求。
表2
以上所述仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)玻璃配合料的制备:按以下重量份称取各原料后混合制成玻璃配合料:煤矸石30-70份,石英砂24-42份,方解石8-25份,氧化铝4-8份,碳酸钠5-10份,氧化锌3-6份,碳酸钡3-6份,氧化铜0-0.6份,碳粉0-0.6份,硼砂0-5份,三氧化二铬0-0.1份;
(2)用玻璃池窑或箱式电炉将步骤(1)中的所述玻璃配合料熔化成玻璃液,然后将玻璃液倒入水中成为玻璃颗粒料,熔化温度为1450~1470℃;
(3)将步骤(2)中的所述玻璃颗粒料平铺在耐火模具中,用隧道窑、梭式窑或箱式电炉进行晶化热处理成为微晶玻璃粗品,对微晶玻璃粗品进行研磨切割后成为成品,晶化温度为1020~1070℃。
2.按照权利要求1所述的一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法,其特征在于,步骤(1)中所述玻璃配合料的原料组成按重量份计为:煤矸石30-70份,石英砂24-42份,方解石8-25份,氧化铝4-8份,碳酸钠5-10份,氧化锌3-6份,碳酸钡3-6份,氧化铜0.1-0.6份,碳粉0.1-0.6份,硼砂2-5份,三氧化二铬0.01-0.1份。
3.按照权利要求1所述的一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法,其特征在于,步骤(1)中所述玻璃配合料的原料组成按重量份计为:煤矸石70份,石英砂24份,方解石8.5份,氧化铝4份,碳酸钠9份,氧化锌5份,碳酸钡3份。
4.按照权利要求1所述的一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法,其特征在于,步骤(1)中所述玻璃配合料的原料组成按重量份计为:煤矸石40份,石英砂40份,方解石21份,氧化铝4.7份,碳酸钠9份,氧化锌4份,碳酸钡5份,氧化铜0.6份,碳粉0.5份。
5.按照权利要求1所述的一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法,其特征在于,步骤(1)中所述玻璃配合料的原料组成按重量份计为:煤矸石40份,石英砂42份,方解石18份,氧化铝4份,碳酸钠7份,氧化锌6份,碳酸钡6份,氧化铜0.1份,碳粉0.6份。
6.按照权利要求1所述的一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法,其特征在于,步骤(1)中所述玻璃配合料的原料组成按重量份计为:玻璃配合料的成分为:煤矸石34份,石英砂40份,方解石21份,氧化铝6.5份,碳酸钠9份,氧化锌3份,碳酸钡4份,硼砂5份。
7.按照权利要求1所述的一种用煤矸石制造微晶玻璃板材的方法,其特征在于,步骤(1)中所述玻璃配合料的原料组成按重量份计为:煤矸石32份,石英砂40份,方解石25份,氧化铝5.5份,碳酸钠6份,氧化锌5份,碳酸钡6份,硼砂2份,三氧化二铬0.02份。
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