CN1022617C - 磷尾矿渣制微晶玻璃大理石的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种以磷尾矿渣或近似成分的其他尾矿渣作为主要原料，再辅以海砂、粉煤灰或长石，适量加入微量核化剂，经配料、熔制、成型、退火、核化、晶化和研磨、抛光等工序制得微晶玻璃大理石的方法。用本方法制得的产品具有与天然大理石、花岗岩相似的外观和性质，又具有玻璃的某些特殊性能。

Description

本发明涉及一种以尾矿渣为主要原料来生产微晶玻璃大理石的方法，特别是一种使用磷尾矿渣作为此生产的主要原料的方法。

现有的矿渣微晶玻璃大理石生产方法，有利用苏联的南俄罗斯康斯坦丁、乌拉尔、西伯利亚的高炉炉渣，波兰的列宁工厂和什切青工厂的高炉炉渣，以及匈牙利、日本、英国、法国、东德、美国、比利时等国的高炉炉渣，来生产微晶玻璃大理石;我国有上海玻璃二厂用粉煤灰来制造微晶玻璃（CN85100521）。但至今尚无利用各种尾矿渣来生产微晶玻璃大理石的方法。

微晶玻璃大理石是一种性能优良的新型材料，它具有与天然大理石、花岗岩相似的外观、性质。还具有玻璃的特殊性能。可用于建筑物内外墙饰面，耐酸碱的容器、厂房、实验台面。或替代钢材用于采矿、选矿、水泥工业上的易磨损设备上，可使设备的耐磨性比用钢材提高5～12倍。微晶玻璃大理石也是一种新型的保温、隔音、防火材料。因此，此产品有很大的国内外市场。

我国的磷矿多数属于低品位磷矿，所以，在开发利用时会产生大量的磷尾矿渣，它不但占用大量农田，还严重地污染环境。磷尾矿渣是我国五大磷矿的重点治理对象，仅以连云港市锦屏磷矿为例，每年以50万吨排放量排出，现在矿区附近已形成一千多万吨的小山包，急待解决。

经X光衍射分析，锦屏磷矿磷尾矿渣的主要晶相为镁黄长石、云母、镁硅钙石等几种晶相的集合体。

其化学组成为：（本数据于1992.11.补充）

SiO₂24.97%，Al₂O₃3.41%，CaO 28.36%，

MgO 8.37%，R₂O 1.8%，Fe₂O₃2.78%，

MnO₂2.22%，灼减 27.60%。

比重 2.98，容重 1400公斤/米³。

本发明的任务是要提供一种改进的，适用于以磷尾矿渣为主要原料来生产微晶玻璃大理石的方法。

本发明的任务是以如下方式完成的：

已知微晶玻璃大理石基本属于CaO-AlO-SiO系列，其比较理想的组成范围为：

成分：SiO₂Al₂O₃RO RO₂

含量（%）：40～55    6～15    20～35    0～5

Fe₂O₃ZnO F₂MnO₂

0.5～5    0～3    1～4    0～2

按以上微晶大理石所组成的化学成分，通过计算来选用磷尾矿渣、辅料（包括海砂、珍珠岩、粉煤灰、长石、重晶石。）和各种金属氧化物作为核化剂（包括氧化锌、氧化铬、氧化钛、氧化铁、氧化锰。），也可用氟化物（如氟化钙）。按微晶玻璃大理石的标准组分来计算出各种物料的用量。然后正确称量，将全部物料搅匀，投入坩埚炉或池炉中熔化，熔化温度控制在低于1450℃，最佳是在1380～1450℃的范围内，保持时间为10～16小时。当得到澄清的熔化好的玻璃液时，可用压延法或浇涛法在要求的模具中成型，制成板材。将此板材在750℃下退火，最佳的退火温度是在560～600℃范围内，并保持1～3小时。再以5℃/分的速度升温至800℃以下进行核化处理，核化时间为1～3小时。其最佳核化温度在650～700℃。再以1～5℃/分的升温速度，使温度达到950℃以下进行晶化处理，晶化时间为1～3小时。其最佳晶化温度为780～900℃。经以上处理的板材，冷却后就能得到具有优良物理化学性能和机械性能的尾矿渣微晶玻璃大理石粗板材，再经研磨、抛光后成为成品板材。

本方法的关键技术是晶化处理，否则，板材会变形、开裂 或出现不合要求的物相。

通过以下的实施例对发明作进一步的详细描述。

实施例1：

配方如表列所示：

原料    名称：磷尾矿渣    海砂    珍珠岩    粉煤灰

称量（%）：50    10    20    10

重晶石    氟化钙    氧化锌

4    4    2

将表列各种原料，按使用原料的实际分析数据与微晶玻璃的规定成分进行配比计算，根据计算值准确称量，搅拌均匀，投入坩埚炉或池炉中，在1450℃下熔化至均匀。将澄清的玻璃液用浇涛法在一定规格的模具中成型，取出此成型板材，于580℃下退火，并维持2小时。再以2℃/分的速度下升温，达到680℃时保持温度2小时作为核化处理时间;然后再以3℃/分的升温速度加热至890℃，并保持1.5小时进行晶化处理。这样就制得微晶玻璃大理石的粗制品，再经研磨、抛光后即成为合格产品。

实施例2：

其配料比例如下：

原料名称：磷尾矿渣    珍珠岩    氟化钙    长石

称量：53.58%    28.52%    8.95%    8.95%

将表列各种原料，准确称量后，搅拌均匀，投入池炉中，在低于1450℃的温度下熔化。得到澄清的玻璃液时，即可按实施例1的处理程序进行成型、退火、核化、晶化处理。经研磨、抛光后即可制得合格的微晶玻璃大理石板材。

Claims (3)

1、一种以磷矿尾渣为主要原料来加工微晶玻璃大理石的方法，其特征在于此微晶玻璃大理石的比较理想的组成范围为：

成 分：SlO₂Al₂O₃RO RO₂

含量(%)：40-55  6-15  20-35  0-5

Fe₂O₃ZnO F₂MnO

        0.5-5  0-3    1-4

按以上理想的微晶玻璃大理石的组成，通过计算来选用磷尾矿渣，和辅料(包括海砂、珍珠岩、粉煤灰、长石、重晶石；)和核化剂(包括氧化锌、氧化铬、氧化钛、氧化铁、氧化锰；)，将计算量的磷尾矿渣与辅料、核化剂，经搅匀后投入炉中熔化，控制的熔化温度应低于1450℃，最佳温度范围为1380～1450℃，保持10-16小时；将熔好的玻璃液，用压延法或浇涛法在模具中成型，制成板材；制得的板材在退火温度为750℃以下，最佳退火温度范围是560～600℃，并保持1～3小时，再以5℃/分的速度升温至核化温度为800℃以下，最佳核化温度范围是650～700℃，并保持1～3小时，再以1-5℃/分的升温速度，使温度达到晶化温度950℃以下，最佳晶化温度范围是780～900℃，并保持1～3小时，经研磨、抛光即得产品。

2、根据权利要求1的加工微晶玻璃大理石的方法之配料，其特征在于其辅料除海砂、粉煤灰之外还可以是萤石。

3、根据权利要求1的加工微晶玻璃大理石的方法，其特征在于配料时应加入的金属氧化物作核化剂（除氧化锌、氧化铬、氧化钛、氧化铁;）之外，也可用氟化钙作核化剂。