CN102942303B - 一种利用花岗石废料制备的高强耐磨工程微晶玻璃及制备方法 - Google Patents

一种利用花岗石废料制备的高强耐磨工程微晶玻璃及制备方法 Download PDF

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Abstract

一种利用花岗石废料制备的高强耐磨工程微晶玻璃及其制备方法，微晶玻璃以花岗石废料为主要原料，以硅石或石英砂（SiO2）、萤石（CaF2）、石灰石或方解石（CaCO3）、氧化锌（ZnO）、碳酸钾（K2CO3）等为辅助原料，其中花岗石废料在微晶玻璃原材料中掺量是10.0-55.0wt.%。其制备方法是将花岗石废料粉碎与其它原料在混料机中混合均匀得到基础配合料，经池窑高温熔化成合格的玻璃液，玻璃液通过压延、浇注或水淬形成基础玻璃板（或粒料），基础玻璃板（或粒料）经晶化热处理，得到微晶玻璃。该种微晶玻璃的密度2.5-2.8g/cm3，抗折强度30.0-103.5MPa，抗压强度70.0-903.0MPa，莫氏硬度5-8，耐磨性0.063-0.15g/cm2，强度高、韧性好、耐磨耐腐蚀性强，可切削加工性能优良，可广泛应用于化工、冶金、建筑装饰、石油等领域。

Description

一种利用花岗石废料制备的高强耐磨工程微晶玻璃及制备方法
技术领域
本发明涉及一种微晶玻璃，尤指一种利用花岗石废料制备的高强耐磨工程微晶玻璃及制备方法。
背景技术
花岗石是一种分布广泛、资源丰富的岩石之一。随着对花岗石需求量的不断增加，大量的废石块、废石边、废石粉、废泥浆也随之而来，这不仅对环境造成了很严重的污染，实际上也是一种资源浪费。近些年来，人们越来越注重利用循环经济的模式来发展石材工业，并且开始重视花岗石废料的综合利用，为花岗石废料的资源化提供了广阔的应用空间。
目前花岗石废料在建筑用砖方面的应用主要是作为生产普通烧制砖、陶瓷砖、砌墙砖等的原材料。意大利一家专门生产房屋用砖的公司进行了一系列粘土与花岗石泥浆按不同比例混合烧砖的实验，获得了成功。P.torres,H.R.Fernandes等进行了用废花岗石泥浆代替长石生产瓷砖的研究，结果表明掺入适量的废花岗石泥浆能够得到性能良好的瓷砖，该种瓷砖的吸水率在0.07%左右，抗弯强度大于50MPa。刘家弟等进行了花岗石粉末废料生产建筑砌墙砖的研究。采用花岗石粉末废料并适当填加部分骨料和胶结料，通过机压成型、蒸压、养护等工艺可生产出建筑用砌墙砖。俞平利等将几种花岗石粉末或碎料作为主要原料应用在建筑用墙地砖生产中，45%左右的墙地砖样品机械强度，吸水率等性质符合或超过墙地砖质量要求。部分墙地砖样品抗冲击强度大于20次、吸水率几乎为0%，具有优异的抗冻融性能，可作为无釉地砖用于寒冷地区及潮湿地区。
随着矿渣微晶玻璃研究水平及生产技术的不断发展，近年来花岗石废料也用来制作微晶玻璃。余祚华，王亚等以米易县花岗石废料为主要原料制备了微晶玻璃，并通过SEM和XRD对其显微结构进行了表征，讨论了CaO,NaOH含量对微晶玻璃显微结构的影响，主晶相为硅灰石及副硅灰石。专利CN101718137B报道了利用花岗石废弃物生产微晶玻璃装饰板材的方法，该专利中所述微晶玻璃装饰板的主要原材料是花岗石粉和重钙粉，可以验证由此原材料及所述生产方法生产的微晶玻璃的主晶相是硅灰石，且晶粒尺寸较大，产品的物理力学性能与化学稳定性与普通的CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃相近。
综上所述，目前的花岗石废料绝大多数作为制造水泥、砖瓦等的原材料，制成低附加值的产品，经济上不划算。也有少量的花岗石废料用来作为制备微晶玻璃的原材料，根据已经报道的文献及公开的发明专利，利用花岗石废料制作的微晶玻璃主要是围绕CaO-Al2O3-SiO2体系开展研究工作，该种体系微晶玻璃的主晶相是硅灰石，晶化率低、晶粒较为粗大，产品的物理力学性能及化学稳定性较差。
另外，在化工、石油、电力、冶金行业中一些重要装备及关键部件经常面临着高温，急速温差变化，高腐蚀，高磨损，介质遇水炸裂强冲击等一系列极其严酷的工作环境。而目前市场上应用的大理石、铸石、铸铁、锰钢等产品由于自身材质的各种先天性缺陷，使其在实际应用中均难以适应上述工作环境。
高强耐磨工程微晶玻璃具有独特的高温耐磨性、强力抗高温冲击、耐强烈腐蚀、抗炸裂冲击等性能，制作成微晶水渣沟内衬、微晶耐磨管道制品、微晶布料溜槽以及各种耐磨衬板，可广泛应用于煤炭、钢铁、选矿、电力等行业。
利用其高耐磨特性，在钢铁行业矿渣微晶玻璃可作为原料及烧成矿输送过程中的漏斗、溜槽等的内衬。在选矿业可作为矿山精矿槽、下矿箱、给矿箱、输料溜槽等的内衬。在火力发电中,不仅可应用在排粉机壳、煤粉混合器、圆风门上，还可做一次风弯头、直管、三通管等的内衬。
利用其强耐腐蚀性，可以用于输送腐蚀性极强的流体介质，广泛用于石油、化工等行业的耐磨防腐材料。
针对目前存在的问题，本发明摒弃了以花岗石废料为主要原料制备低附加值产品的综合利用形式，而生产高附加值的高强耐磨工程微晶玻璃，设计了新型SiO2-CaO-Na2O-K2O-ZnO-Al2O3-F基础玻璃体系，生产以枪晶石、硅灰石、氟碱钙硅石等物相为主要晶相的高强耐磨工程微晶玻璃，同时通过调整生产工艺参数调控微晶玻璃中的晶体含量（晶化率）及晶粒尺寸，使晶化率提高至65-95%，同时也使花岗石废料中的微量元素在调控晶化率、晶粒尺寸及微晶玻璃物理力学性能及化学稳定性方面起到关键的作用。同时结合花岗石废料（废块料、废泥浆）的实际排放过程，提供一种面向工业化生产微晶玻璃的生产工艺。
本发明目的在于综合利用固体废弃物提供一种强度高、韧性好、耐磨损、抗腐蚀、对人体无放射性危害的工程微晶玻璃，利用本发明技术综合利用固体废料并制造工程微晶玻璃工艺简单，且生产的微晶玻璃材料成本低廉，具有极高的社会效益和经济效益。
发明内容
本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种物理力学性能好、化学稳定性强、加工性能优良，可以代替天然石材或部分工程材料，且物理力学性能及化学稳定性优于天然石材或部分工程材料的高强耐磨工程微晶玻璃及其制备方法。
本发明技术解决方案：一种利用花岗石废料制备的高强耐磨工程微晶玻璃，其特征在于：所述微晶玻璃由花岗石废料、辅助原料及助熔澄清剂制备而成，其中花岗石废料占原材料总重量的10.0-55.0wt％，辅助原料占原材料总重量的35.0-80.0wt％，助熔澄清剂占总重量的2.0-10.0wt％。
所述微晶玻璃的密度最高能够达到2.8g/cm3，抗折强度最大能够达到103.5MPa，抗压强度最大能够达到903.0MPa，莫氏硬度最高能够达8级，耐磨性能够达0.063g/cm2。
所述花岗石废料的成分是55.0-74%SiO2；12.0-14.5%Al2O3；0.1-2.0%CaO；0.3-1.6%MgO；1.0-3.0%Fe2O3；＜0.05%Cr2O3；＜0.05%MnO2；＜0.05%Ni2O3；0.1-0.5%TiO2；1.0-7.0%K2O；其它余量（其它是指含量非常少的痕量物质）。
所述助熔澄清剂为氧化铈（CeO2）、氧化钠（Na2O）、氧化铝（Al2O3）、氧化硅（SiO2）、氧化钙（CaO）、氧化锂（Li2O）、硝酸铵（NH4NO3）、硝酸钠（NaNO3）和硫酸钠（Na2SO4）中的一种或一种以上或全部，它们之间的重量比是0-5：0-28:0-6:0-10:0-11:0-4:1-5:0-7：0-13。
所述辅助原料为石英砂或硅石（SiO2）、纯碱（Na2CO3）、石灰石或方解石（CaCO3）、氧化铝（Al2O3）、氧化锌（ZnO）、碳酸钡（BaCO3）、碳酸钾（K2CO3）、氧化镁（MgO）、萤石（CaF2）、硝酸钠（NaNO3）中的五种或五种以上或全部，它们之间的重量比是45-98:13-35:22-60:0-5:3-12:0-11:0-21:0-1:5-17:0-7。
将所述的微晶玻璃制作不同颜色和规格的建筑装饰板材，化工冶金行业耐酸碱腐蚀容器的内衬，矿山行业的耐磨衬板等要求高强韧、抗磨耐腐蚀材料的领域和场合。
所述工程微晶玻璃的微观组织结构是主晶相由枪晶石、钙铝黄长石、硅灰石、氟碱钙硅石、钙镁黄长石、碱钙硅石、镁橄榄石、透辉石、莫来石、白榴石、石英中的一种或一种以上组成，次晶相由枪晶石、钙铝黄长石、硅灰石、氟碱钙硅石、钙镁黄长石、碱钙硅石、镁橄榄石、透辉石、莫来石、白榴石、石英中的一种或一种以上组成。
一种利用花岗石废料制备的高强耐磨工程微晶玻璃的制备方法，实现步骤如下：
（1）配料：将花岗石废料和各种矿物辅料粉碎，然后过20目筛，按照成分配比精确称量占原材料总重量的10.0-55.0wt％的花岗石废料，占原材料总重量的35.0-80.0wt％的辅助原料，占原材料总重量2.0-10.0wt％的助熔澄清剂；将花岗石废料、辅助原料及助熔澄清剂投入混料机或搅拌容器充分混合，加入原材料总重量2.0-6.0%的水，搅拌5.0-15.0min混合均匀，形成基础玻璃配合料；
（2）熔化：基础玻璃配合料由输送带或单元料罐送入熔窑中，熔化温度控制在1400-1560℃范围内，优选1470-1520℃范围内，配合料熔化1.0-10.0h，优选2.0-8.0h，均化、澄清制成合格的玻璃液。
（3）成型：澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1100-1200℃，玻璃液通过对辊压延机压制成形玻璃板；或澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1250-1350℃，玻璃液浇注到经预热的模具中成型，得到基础玻璃块；或澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1300-1350℃，经过流料口进入循环水槽中，水淬成不同粒径的基础玻璃粒料，干燥、分级后待装模使用；或澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1100-1200℃，玻璃液通过对辊压延机压制成形玻璃板，然后将基础玻璃板破碎成尺寸大小不同的玻璃碎块料；
（4）晶化：成形的玻璃板或块进入晶化窑，首先进入基础玻璃板退火温区，在该温区内400-650℃退火2.0-8.0h,然后进入晶化温区，在该温区内650-950℃晶化1.0-9.0h，最后进入微晶玻璃板退火温区，在该温区内25-600℃退火2.0-8.0h；基础玻璃粒料按照不同的粒度分层装模后送入梭式窑，以5-20℃/min的速度升温至1050-1180℃保温0-2.5h摊平表面，然后以3-15℃/min的速度降至600-950℃保温1.0-4.0h晶化处理，最后再以2-10℃/min的速度降温在200-700℃保温1.0-8.0h退火，制成微晶玻璃毛坯板；
（5）加工：微晶玻璃毛坯板出炉之后，对其进行定厚、粗磨、细抛，切割、倒棱，得到不同规格尺寸和光泽度的微晶玻璃成品。
所述步骤（2）的熔制过程中的：基础玻璃配合料由输送带或单元料罐送入熔窑中，熔化温度控制在1470-1520℃，配合料熔化2.0-8.0h，均化、澄清制成合格的玻璃液。
本发明与现有普通微晶玻璃板相比具有的优点在于：
（1）高强韧、耐磨损，优异的物理力学性能及化学稳定性
本发明的花岗石废料微晶玻璃的物理力学性能优异，密度2.5-2.8g/cm3，通透性（600nm/5mm）0.2-0.5，莫氏硬度5-8，抗折强度30.0-103.5MPa，抗压强度70.0-903.0MPa，耐磨性0.063-0.15g/cm2，耐酸性（1.0％H2SO4）0.02%-0.06％，耐碱性（1.0％NaOH）0.03％-0.05％。
（2）组织结构中晶粒尺寸小、晶体含量高
本发明的花岗石废料微晶玻璃的组织结构晶粒细小，晶体含量高。主晶相由多种晶体组成，包含枪晶石、钙铝黄长石、硅灰石、氟碱钙硅石、钾长石、碱钙硅石、钙镁黄长石、镁橄榄石、透辉石、莫来石、白榴石、石英中的一种或一种以上，次晶相包含枪晶石、钙铝黄长石、碱钙硅石、硅灰石、氟碱钙硅石、钾长石、钙镁黄长石、镁橄榄石、透辉石、莫来石、白榴石、石英中的一种或一种以上。
（3）高值化综合利用花岗石废料
本发明以花岗石废料为原料生产高附加值的特种微晶玻璃——高强耐磨工程微晶玻璃，花岗石废料在微晶玻璃原材料中的掺量可在10.0-55.0%范围内调节，不仅可以降低微晶玻璃板的生产成本，还可以减轻固体废弃物对环境的污染。一方面，花岗石废料中的Al、Fe、Cr、Ti、K等有价元素由于含量较少单独提取困难或者提取在经济上不合算，如不利用会浪费宝贵的资源；另一方面，特种高性能微晶玻璃体系中需要这些元素，若另外购买含有这些元素的化工原料会增加生产成本。为此通过将其作为微晶玻璃的原材料可使这些元素充分发挥作用，开辟了固废中低含量有价元素综合利用的有效途径。
（4）生产工艺简单
本发明技术针对大宗量综合利用固体废弃物、大规模工业化清洁生产特种工程微晶玻璃，设计了适合工业化生产的微晶玻璃配方及工艺参数，尤其是在池窑熔化配合料、工作部料液温度控制、玻璃液出料方式及流量的耦合控制、压延（或浇注）成型速率、窑炉晶化及退火等关键工序中的工艺参数进行了优化选择，生产工艺简单，可应用于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例详细介绍本发明。但以下的实施例仅限于解释本发明，本发明的保护范围应包括权利要求的全部内容，不仅仅限于本实施例。
实施例1
将花岗石废料和各种矿物辅料粉碎，然后过40目筛，精确称量21.0-25.0千克花岗石废料，84.0-88.0千克石英砂或硅石粉（SiO2）、12.0-14.0千克纯碱（Na2CO3）、20.0-25.0千克石灰石或方解石（CaCO3）、0-3.0千克氧化锌（ZnO）、16.0-19.0千克碳酸钾（K2CO3）、15.0-18.0千克萤石（CaF2）、3.0-5.0千克硝酸钠（NaNO3），1.0-3.0千克硝酸铵（NH4NO3）、2.5-3.5千克硫酸钠（Na2SO4）。将花岗石废料、辅助原料及助熔澄清剂充分混合，并在混合过程中加入原材料总重量4.0%的水，搅拌10min混合均匀，形成基础玻璃配合料。
将基础玻璃配合料经输送带或单元料罐送入熔窑中，熔化温度控制在1460-1490℃熔化2.0-6.0h，均化、澄清制成合格的玻璃液；澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1120-1180℃，玻璃液通过对辊压延机（压延成型速度12.0-25.0m/h）压制成形玻璃板；或澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1250-1300℃，玻璃液浇注到经预热的模具中成型，得到基础玻璃块；或澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1320-1350℃（以保证水淬玻璃颗粒的粒度均匀），经过平槽流料口或孔形流料口进入循环水槽中，水淬成不同粒径的基础玻璃粒料，干燥、分级后待装模使用。
成形的玻璃板（或块）进入辊道窑，首先进入基础玻璃板退火温区，在450-650℃温区内基础玻璃板退火2.0-3.0h,然后进入650-850℃温区，晶化5.0-7.0h，最后进入600-25℃温区，微晶玻璃板退火4.0-6.0h；浇注成形的基础玻璃块送入梭式窑或隧道窑或辊道窑内，在梭式窑内以5℃/min的速度升温至650-850℃保温6.0h晶化，然后以3℃/min的速度降温至200-700℃保温6.0h退火，消除微晶玻璃在热处理过程中产生各种应力，随炉冷却；在隧道窑或辊道窑内，在450-650℃温区内基础玻璃板退火2.0-3.0h,然后进入650-850℃温区，晶化5.0-7.0h，最后进入600-25℃温区，微晶玻璃板退火4.0-6.0h；水淬成的基础玻璃粒料按照不同的粒度分层装模后送入梭式窑，以5-20℃/min的速度升温至1130℃保温1.5h摊平表面，然后以5℃/min的速度降至600-870℃保温4.0h晶化处理，最后再以3℃/min的速度降温在200-700℃保温7.0h退火，制成微晶玻璃毛坯板。
微晶玻璃毛坯板出炉之后，对其进行定厚、粗磨、细抛，切割、倒棱，得到不同规格尺寸和光泽度的成品。
花岗石废料微晶玻璃的主晶相是枪晶石、硅灰石、氟碱钙硅石，次晶相是钙铝黄长石。该种微晶玻璃的密度2.72-2.80g/cm3，通透性（600nm/5mm）0.4-0.5，莫氏硬度7-8，抗折强度93.6-103.5MPa，抗压强度550.0-903.0MPa，耐磨性0.063-0.075g/cm2，耐酸性（1.0％H2SO4）0.02%-0.03％，耐碱性（1.0％NaOH）0.03-0.04％。
实施例2
将花岗石废料和各种矿物辅料粉碎，然后过40目筛，精确称量45.0-55.0千克花岗石废料，18.0-26.0千克石英砂或硅石粉（SiO2）、15.0-20.0千克纯碱（Na2CO3）、20.0-26.0千克石灰石或方解石（CaCO3）、1.0-4.0千克氧化锌（ZnO）、2.0-4.0千克碳酸钡（BaCO3）、0-3.0千克萤石（CaF2）、0.5-2.0千克氧化镁（MgO），1.0-3.0千克硝酸铵（NH4NO3）。将花岗石废料、辅助原料及助熔澄清剂充分混合，加入原材料总重量3.0-4.0%的水，搅拌10-15min混合均匀，形成基础玻璃配合料。
将基础玻璃配合料经输送带或单元料罐送入熔窑中，熔化温度控制在1470-1530℃熔化2.0-6.0h，均化、澄清制成合格的玻璃液；澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1120-1170℃，玻璃液通过对辊压延机（压延成型速度12.0-25.0m/h）压制成形玻璃板；或澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1250-1300℃，玻璃液浇注到经预热的模具中成型，得到基础玻璃块；或澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1320-1350℃（以保证水淬玻璃颗粒的粒度均匀），经过平槽流料口或孔形流料口进入循环水槽中，水淬成不同粒径的基础玻璃粒料，干燥、分级后待装模使用。
成形的玻璃板（或块）进入辊道窑，首先进入基础玻璃板退火温区，在450-650℃温区内基础玻璃板退火2.0-3.0h,然后进入650-950℃温区，晶化2.0-7.0h，最后进入650-25℃温区，微晶玻璃板退火2.0-8.0h；浇注成形的基础玻璃块送入梭式窑或隧道窑或辊道窑内，在梭式窑内以5℃/min的速度升温至650-950℃保温6.0h晶化，然后以3℃/min的速度降温至200-700℃保温6.0h退火，消除微晶玻璃在热处理过程中产生的各种应力，随炉冷却；在隧道窑或辊道窑内，在450-650℃温区内基础玻璃板退火2.0-3.0h,然后进入650-950℃温区，晶化2.0-7.0h，最后进入600-25℃温区，微晶玻璃板退火2.0-8.0h；水淬成的基础玻璃粒料按照不同的粒度分层装模后送入梭式窑，以5-20℃/min的速度升温至1130-1170℃保温0.5-1.5h摊平表面，然后以5℃/min的速度降至600-950℃保温2.0-7.0h晶化处理，最后再以3℃/min的速度降温在200-700℃保温2.0-8.0h退火，制成微晶玻璃毛坯板。
微晶玻璃毛坯板出炉之后，对其进行定厚、粗磨、细抛，切割、倒棱，得到不同规格尺寸和光泽度的成品。
花岗石废料微晶玻璃的主晶相是枪晶石、硅灰石、氟碱钙硅石，次晶相是钙铝黄长石。该种微晶玻璃的密度2.6g/cm3，莫氏硬度6-7，抗折强度52.0-93.0MPa，耐磨性0.08-0.10g/cm2，抗压强度90.0-150.0MPa，耐酸性（1.0％H2SO4）0.03%％，耐碱性（1.0％NaOH）0.04％。
实施例3
将花岗石废料和各种矿物辅料粉碎，然后过40目筛，精确称量36.0-41.0千克花岗石废料，29.0-33.0千克石英砂或硅石粉（SiO2）、7.0-9.0千克纯碱（Na2CO3）、27.0-31.0千克石灰石或方解石（CaCO3）、1.0-6.0千克氧化锌（ZnO）、1.0-5.0千克碳酸钡（BaCO3）、2.0-4.0千克碳酸钾（K2CO3）、1.0-2.0千克硝酸铵（NH4NO3）。将花岗石废料、辅助原料及助熔澄清剂充分混合，加入原材料总重量3.0-4.0%的水，搅拌10-15min混合均匀，形成基础玻璃配合料。
将基础玻璃配合料经输送带或单元料罐送入熔窑中，熔化温度控制在1470-1530℃熔化2.0-6.0h，均化、澄清制成合格的玻璃液；澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1120-1170℃，玻璃液通过对辊压延机（压延成型速度12.0-25.0m/h）压制成形玻璃板，成形的玻璃板（或块）进入退火辊道窑，在450-650℃温区内基础玻璃板退火2.0-3.0h,出窑后的基础玻璃板破碎成尺寸大小不同的碎玻璃块料；或澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1320-1350℃（以保证水淬玻璃颗粒的粒度均匀），经过平槽流料口或孔形流料口进入循环水槽中，水淬成不同粒径的基础玻璃粒料，干燥、分级后待装模使用。
水淬成的基础玻璃粒料按照不同的粒度分层装模后送入梭式窑，或基础玻璃板破碎成的尺寸大小不同的碎玻璃块料按照不同的尺寸分层装模后送入梭式窑，以5-20℃/min的速度升温至1130-1190℃保温0.5-1.5h摊平表面，然后以5℃/min的速度降至600-970℃保温1.0-4.0h晶化处理，最后再以3℃/min的速度降温在200-700℃保温7.0h退火，制成大花纹型或小花纹型微晶玻璃毛坯板。
微晶玻璃毛坯板出炉之后，对其进行定厚、粗磨、细抛，切割、倒棱，得到不同规格尺寸和光泽度的成品。
花岗石废料微晶玻璃的主晶相是硅灰石，次晶相是钙铝黄长石和少量碱钙硅石。该种微晶玻璃的密度2.5-2.6g/cm3，莫氏硬度5-6，抗折强度35.0-60.0MPa，抗压强度70.0-110.0MPa，耐磨性0.08-0.15g/cm2，耐酸性（1.0％H2SO4）0.06％，耐碱性（1.0％NaOH）0.05％。
需要说明的是，按照本发明上述各实施例，本领域技术人员是完全可以实现本发明独立权利要求及从属权利的全部范围的，实现过程及方法同上述各实施例；且本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。
以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用花岗石废料制备的高强耐磨工程微晶玻璃，其特征在于：所述微晶玻璃由花岗石废料、辅助原料及助熔澄清剂制备而成，其中花岗石废料占原材料总重量的10.0-55.0wt％，辅助原料占原材料总重量的35.0-80.0wt％，助熔澄清剂占总重量的2.0-10.0wt％；
所述花岗石废料的成分是55.0-74.0％SiO2；12.0-14.5％Al2O3；0.1-2.0％CaO；0.3-1.6％MgO；1.0-3.0％Fe2O3；＜0.05％Cr2O3；＜0.05％MnO2；＜0.05％Ni2O3；0.1-0.5％TiO2；1.0-7.0％K2O；其它余量；
所述微晶玻璃的密度最高能够达到2.8g/cm3，抗折强度最大能够达到103.5MPa，抗压强度最大能够达到903.0MPa，莫氏硬度最高能够达8级，耐磨性能够达0.063g/cm2；
所述助熔澄清剂为氧化铈(CeO2)、氧化钠(Na2O)、氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化钙(CaO)、氧化锂(Li2O)、硝酸铵(NH4NO3)、硝酸钠(NaNO3)和硫酸钠(Na2SO4)中的一种或一种以上或全部，它们之间的重量比是0-5：0-28:0-6:0-10:0-11:0-4:1-5:0-7：0-13；
所述辅助原料为石英砂或硅石(SiO2)、纯碱(Na2CO3)、石灰石或方解石(CaCO3)、氧化铝(Al2O3)、氧化锌(ZnO)、碳酸钡(BaCO3)、碳酸钾(K2CO3)、氧化镁(MgO)、萤石(CaF2)、硝酸钠(NaNO3)中的五种或五种以上或全部，它们之间的重量比是45-98:13-35:22-60:0-5:3-12:0-11:0-21:0-1:5-17:0-7。
2.根据权利要求1所述的利用花岗石废料制备的高强耐磨工程微晶玻璃，其特征在于：所述工程微晶玻璃的微观组织结构是主晶相由枪晶石、钙铝黄长石、硅灰石、氟碱钙硅石、钙镁黄长石、碱钙硅石、镁橄榄石、透辉石、莫来石、白榴石、石英中的一种或一种以上组成，次晶相由枪晶石、钙铝黄长石、硅灰石、氟碱钙硅石、钙镁黄长石、碱钙硅石、镁橄榄石、透辉石、莫来石、白榴石、石英中的一种或一种以上组成。
3.一种利用花岗石废料制备的高强耐磨工程微晶玻璃的用途，其特征在于：将权利要求1所述的微晶玻璃制作成不同颜色和规格的建筑装饰板材，化工冶金行业耐酸碱腐蚀容器的内衬，矿山行业的耐磨衬板应用于要求高强韧、抗磨耐腐蚀材料的领域和场合。
4.一种利用花岗石废料制备的高强耐磨工程微晶玻璃的制备方法，其特征在于实现步骤如下：
(1)配料：将花岗石废料和各种矿物辅料粉碎，然后过20目筛，按照成分配比精确称量占原材料总重量的10.0-55.0wt％的花岗石废料，占原材料总重量的35.0-80.0wt％的辅助原料，占原材料总重量2.0-10.0wt％的助熔澄清剂；将花岗石废料、辅助原料及助熔澄清剂投入混料机或搅拌容器充分混合，加入原材料总重量2.0-6.0％的水，搅拌5.0-15.0min混合均匀，形成基础玻璃配合料；所述花岗石废料的成分是55.0-74.0％SiO2；12.0-14.5％Al2O3；0.1-2.0％CaO；0.3-1.6％MgO；1.0-3.0％Fe2O3；＜0.05％Cr2O3；＜0.05％MnO2；＜0.05％Ni2O3；0.1-0.5％TiO2；1.0-7.0％K2O；其它余量；
(2)熔化：基础玻璃配合料由输送带或单元料罐送入熔窑中，熔化温度控制在1400-1560℃范围内，配合料熔化1.0-10.0h，均化、澄清制成合格的玻璃液；
(3)成型：澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1100-1200℃，玻璃液通过对辊压延机压制成形玻璃板；或澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1250-1350℃，玻璃液浇注到经预热的模具中成型，得到基础玻璃块；或澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1300-1350℃，经过流料口进入循环水槽中，水淬成不同粒径的基础玻璃粒料，干燥、分级后待装模使用；或澄清的玻璃液经流液洞进入熔窑工作部，温度降至1100-1200℃，玻璃液通过对辊压延机压制成形玻璃板，然后将基础玻璃板破碎成尺寸大小不同的玻璃碎块料；
(4)晶化：成形的玻璃板或块进入晶化窑，首先进入基础玻璃板退火温区，在该温区内400-650℃退火2.0-8.0h,然后进入晶化温区，在该温区内650-950℃晶化1.0-9.0h，最后进入微晶玻璃板退火温区，在该温区内25-600℃退火2.0-8.0h；基础玻璃粒料按照不同的粒度分层装模后送入梭式窑，以5-20℃/min的速度升温至1050-1180℃保温0-2.5h摊平表面，然后以3-15℃/min的速度降至600-950℃保温1.0-4.0h晶化处理，最后再以2-10℃/min的速度降温在200-700℃保温1.0-8.0h退火，制成微晶玻璃毛坯板；
(5)加工：微晶玻璃毛坯板出炉之后，对其进行定厚、粗磨、细抛，切割、倒棱，得到不同规格尺寸和光泽度的微晶玻璃成品。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)的熔制过程中的：基础玻璃配合料由输送带或单元料罐送入熔窑中，熔化温度控制在1470-1520℃，配合料熔化2.0-8.0h，均化、澄清制成合格的玻璃液。
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