CN102241499B - 基于铁尾矿的人造玉及其制造方法 - Google Patents

基于铁尾矿的人造玉及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于工艺品生产领域，具体说是利用铁尾矿生产人造玉。其特征在于本发明的原料为铁尾矿、石英粉、氧化铝或氢氧化铝、氧化锌、纯碱、氧化镁、硼砂、硅酸钠、氧化钙或碳酸钙、二氧化钛、碳酸钾、滑石粉、二氧化锰、氧化铜、三氧化二铁中的全部或部分，制备步骤为：(1)称量；(2)破碎、研磨；(3)混合、搅拌；(4)熔炼；(5)雕琢、打磨、抛光。根据本发明制备的人造玉质地细腻坚韧、光泽温润柔和，而且具有良好的力学性能，可用于首饰、工艺品等领域，具有广阔的应用前景。本发明以铁尾矿为原料生产具有高附加值的产品，实现了对铁尾矿的高附加值利用，为工业固体废弃物的综合利用开辟了一条新途径。

Description

基于铁尾矿的人造玉及其制造方法
技术领域
本发明属于工艺品生产领域，具体说是利用工业固体废弃物——铁尾矿生产的人造玉及其制造方法。
背景技术
近年来，随着我国钢铁工业的快速发展，铁尾矿的排出量也越来越多，至今为止，我国各地堆放的铁尾矿总量达十几亿吨。铁尾矿的堆放一方面占用了大量土地，另一方面还会污染空气和地下水，从而对周边的生态环境产生严重的危害，有时候还会发生安全事故。
多年来，人们采用了多种技术对铁尾矿进行综合利用，如从中提取有益的化学组分、进行采空区充填、以铁尾矿为原料生产水泥、其它建材以及生产化工品等。但这些技术均在一定程度上存在缺陷，如在提取有益组分及生产化工品后仍然会产生工业固体废弃物，而且由于在这两类生产过程中需要加入一定量的反应物，这样在很多情况下产生的废弃物的量比原来的铁尾矿还要多；在建材中的应用方面也存在质量不稳定、能耗高等问题。
基于上述原因，目前市场上迫切需要对铁尾矿综合利用的新技术、新工艺。本专利的发明人从2009年4月起从事人造玉的研制工作，已开发出人造羊脂玉、墨玉、碧玉、红玉等多种产品，性能优良，在首饰和工艺品领域具有广阔的应用前景。
发明内容：
本发明的目的是克服传统技术存在的缺陷，以铁尾矿为原料生产具有高附加值的产品——人造玉，从而为铁尾矿的综合利用开辟一条新的途径。本发明的特征是以铁尾矿为主要原料，同时加入一定量的添加剂，经过称量、粉碎、研磨、混料、搅拌、熔炼等工艺制备人造玉。
本发明的制备方法为：
1.人造玉的生产原料及配比：
铁尾矿：                     5-85％
石英粉：                     25-85％
氧化铝或氢氧化铝：           5-15％
氧化锌：                     5-15％
纯碱：                       5-25％
氧化镁：                     5-15％
硼砂：                       10-30％
硅酸钠：                     10-30％
氧化钙或碳酸钙：             5-15％
二氧化钛：                   1-5％
碳酸钾：                     5-15％
滑石粉：                     0-10％
二氧化锰：                   0.2-15％
氧化铜：                     0.2-15％
三氧化二铁：                 0.2-15％
上述原料可以同时使用也可以部分使用，根据对产品的性能要求和生产成本决定。
2.人造玉的制备工艺为：
(1)按要求称量各种原料；
(2)将块状原料破碎、研磨；
(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均匀；
(4)将混合均匀的原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼。特征为：将原料放入坩埚中，在室温下装入冶炼炉，随炉升温；最高加热温度为800-1650℃，保温3小时；随炉冷却，在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同，冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉，也可以使用其它类型的加热炉。
(5)产品冷却至室温后，从炉中取出；
(6)从坩埚中取出人造玉，然后根据具体的产品的不同进行雕琢、打磨、抛光等工艺，最终得到成品。
本发明的有益效果：
根据本发明制备的人造玉质地细腻坚韧、光泽温润柔和，而且具有良好的力学性能，如较高的硬度、韧性及耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性、耐候性等，可用于首饰、工艺品等领域，具有广阔的应用前景。
本发明以铁尾矿为生产原料生产具有高附加值的产品，实现了对铁尾矿的高附加值利用，为工业固体废弃物的综合利用开辟了一条新途径。
本发明的原料来源广泛，使用的添加剂为市场上常见的化工产品，价格低廉。
在制备工艺方面，本发明的制备工艺简单，对设备的要求比较低，对操作人员的技能也没有特殊要求，普通工人都可以操作。
综上所述，本发明具有较高的实用性和推广应用价值。
附图说明：
图1是人造玉的制备工艺流程图。
具体实施方式：
实施例1：按图1所示，生产原料及配比为：
铁尾矿：                                5-85％
石英粉：                                25-85％
氧化铝或氢氧化铝：                      5-15％
氧化锌：                                5-15％
纯碱：                                  5-25％
氧化镁：                                5-15％
硼砂：                                  10-30％
硅酸钠：                                10-30％
氧化钙或碳酸钙：                        5-15％
二氧化钛：                              1-5％
碳酸钾：                                5-15％
滑石粉：                                0-10％
二氧化锰：                              0.2-8％
制备步骤及工艺参数为：
(1)按要求称量各种原料；
(2)将块状原料破碎、研磨；
(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均匀；
(4)将混合均匀的原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼。特征为：将原料放入坩埚中，在室温下装入冶炼炉，随炉升温；最高加热温度为1080℃，保温3小时；随炉冷却，在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同，冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉，也可以使用其它类型的加热炉。
(5)产品冷却至室温后，从炉中取出；
(6)从坩埚中取出人造玉，进行雕琢、打磨、抛光等工艺，最终得到成品。
实施例2：按图1所示，生产原料及配比为：
铁尾矿：               5-85％
石英粉：               25-85％
氧化锌：               5-15％
纯碱：                 5-25％
氧化镁：               5-15％
硼砂：                 10-30％
硅酸钠：               10-30％
氧化钙或碳酸钙：       5-15％
二氧化钛：             1-5％
碳酸钾：               5-15％
滑石粉：               0-10％
氧化铜：               0.2-8％
制备步骤及工艺参数为：
(1)按要求称量各种原料；
(2)将块状原料破碎、研磨；
(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均匀；
(4)将混合均匀的原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼。特征为：将原料放入坩埚中，在室温下装入冶炼炉，随炉升温；最高加热温度为1150℃，保温3小时；随炉冷却，在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同，冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉，也可以使用其它类型的加热炉。
(5)产品冷却至室温后，从炉中取出；
(6)从坩埚中取出人造玉，进行雕琢、打磨、抛光等工艺，最终得到成品。
实施例3：按图1所示，生产原料及配比为：
铁尾矿：                5-85％
石英粉：                25-85％
氧化铝或氢氧化铝：      5-15％
氧化锌：                5-15％
纯碱：                  5-25％
氧化镁：                5-15％
氧化钙或碳酸钙：        5-15％
二氧化钛：              1-5％
碳酸钾：                5-15％
滑石粉：                0-10％
三氧化二铁：            0.2-8％
二氧化锰：              0.2-8％
制备步骤及工艺参数为：
(1)按要求称量各种原料；
(2)将块状原料破碎、研磨；
(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均匀；
(4)将混合均匀的原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼。特征为：将原料放入坩埚中，在室温下装入冶炼炉，随炉升温；最高加热温度为1250℃，保温3小时；随炉冷却，在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同，冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉，也可以使用其它类型的加热炉。
(5)产品冷却至室温后，从炉中取出；
(6)从坩埚中取出人造玉，进行雕琢、打磨、抛光等工艺，最终得到成品。
实施例4：按图1所示，生产原料及配比为：
铁尾矿：                5-85％
石英粉：                25-85％
氧化铝或氢氧化铝：      5-15％
氧化锌：                5-15％
纯碱：                  5-25％
硼砂：                  10-30％
硅酸钠：                10-30％
氧化钙或碳酸钙：        5-15％
氧化铜：                0.2-8％
二氧化锰：              0.2-8％
制备步骤及工艺参数为：
(1)按要求称量各种原料；
(2)将块状原料破碎、研磨；
(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均匀；
(4)将混合均匀的原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼。特征为：将原料放入坩埚中，在室温下装入冶炼炉，随炉升温；最高加热温度为1380℃，保温3小时；随炉冷却，在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同，冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉，也可以使用其它类型的加热炉。
(5)产品冷却至室温后，从炉中取出；
(6)从坩埚中取出人造玉，进行雕琢、打磨、抛光等工艺，最终得到成品。

Claims (2)

1.一种人造玉，其特征在于，其原料为铁尾矿、石英粉、氧化铝或氢氧化铝、氧化锌、纯碱、氧化镁、硼砂、硅酸钠、氧化钙或碳酸钙、二氧化钛、碳酸钾、滑石粉、二氧化锰、氧化铜、三氧化二铁，其重量化学组成为：铁尾矿：5-85%，石英粉：25-85%，氧化铝或氢氧化铝：5-15%，氧化锌：5-15%，纯碱：5-25%，氧化镁：5-15%，硼砂：10-30%，硅酸钠：10-30%，氧化钙或碳酸钙：5-15%，二氧化钛：1-5%，碳酸钾：5-15%，滑石粉：0-10%，二氧化锰：0.2-15%，氧化铜：0.2-15%，三氧化二铁：0.2-15%，各组分含量之和为100%。
2.根据权利要求1所述的人造玉的制备方法，其特征在于它由下述步骤实现：
（1）按要求称量各种原料；
（2）将块状原料破碎、研磨；
（3）将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均匀；
（4）将混合均匀的原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼，特征为：将原料放入坩埚中，在室温下装入冶炼炉，随炉升温；最高加热温度为1650℃，保温3小时；随炉冷却，在冷却过程中炉门始终关闭；
（5）产品冷却至室温后，从炉中取出；
（6）从坩埚中取出人造玉，然后根据具体的产品的不同进行雕琢、打磨、抛光工艺，最终得到成品。
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