CN103274763B - 一种霞石正长岩粉体及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种霞石正长岩粉体，其化学成分按重量份数计量为二氧化硅55~59份、氧化铝23~25份、氧化钾5.4~6.6份、氧化钠9.5~10.5份和三氧化二铁0.05~0.18份。本发明通过二级分段研磨、分段不同磁场强度的多级磁选机除铁、分段多级旋流器分级提纯工艺使生产的产品纯度高，其中磁性物质重量含量低于0.02%、二氧化钛重量含量低于0.01%、三氧化二铁重量含量低于0.18%、氧化钾和氧化钠的重量含量之和在13.9%以上。本发明产品的线性热膨胀系数大于9.1×10^-6/℃，放射性核素限量的内照射指数I_Ra≤0.80、外照射指数I_γ≤1.00，产品用于高档陶瓷釉料，可代替进口产品。

Description

一种霞石正长岩粉体及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种矿粉，尤其涉及一种霞石正长岩粉体，本发明还涉及一种霞石正长岩粉体的生产方法。

背景技术

霞石正长岩粉是由霞石正长岩矿加工而成，是一种全晶质侵入岩，属于国内新型玻璃、陶瓷天然非金属矿物釉用材料，主要应用于玻璃、建筑卫生陶瓷行业。与长石相比，霞石正长岩粉具有可降低烧成温度、缩短烧成时间、降低能耗、提高产品制成率和产品质量等优点。据国外相关资料信息显示，霞石正长岩用于玻璃行业，可降低综合能耗10%～15%；用于建筑卫生陶瓷行业，可降低烧成温度50℃～100℃，达到大幅节能降耗的目的，霞石正长岩粉体新材料除了应用于玻璃、建筑卫生陶瓷、涂料、塑料、橡胶、化工等工业外，还可以开拓很多的应用领域，如光纤制造等。因此，霞石正长岩粉的技术开发及应用具有广阔的发展前景。

我国的霞石正长岩储量丰富，但霞石正长岩的开发应用以及制备技术相对落后，目前大部分采用撞击式干法粉碎机或环辊式雷蒙机，颗粒形状大多为棱角状不规则颗粒，且混入的铁质较多，纯度较低，粉体粒度分布不集中，这样的粉体都会影响玻璃、陶瓷产品的质量。我国现在大部分用于生产高档陶瓷釉料所用的霞石正长岩粉主要进口美国的产品。

发明内容

本发明提出一种霞石正长岩粉体，这种粉体的粒度分布集中、纯度高、性能优良，能够用于制作高级陶瓷釉料。

本发明还提供一种霞石正长岩粉体的生产方法，这种生产方法通过二级分段研磨、分段不同磁场强度的多级磁选机除铁、分段多级旋流器分级提纯工艺，使得产品的纯度高，通过分段湿法球磨机研磨的方式使得产品的粒度分布集中。

为了解决现有技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种霞石正长岩粉体，由化学成分按重量份数计量的二氧化硅55~59份、氧化铝23~25份、氧化钾5.4~6.6份、氧化钠9.5~10.5份和三氧化二铁0.05~0.18份组成。

所述霞石正长岩粉体的线性热膨胀系数为9.1~10.1×10^-6/℃。线性热膨胀系数是指固体物质的温度每改变1摄氏度时，其长度的变化和它在0℃时长度之比，本发明霞石正长岩粉体的线性热膨胀系数高，可调整玻璃、陶瓷釉用材料的膨胀系数，从而可减少玻璃、陶瓷制品的釉裂，提高玻璃、陶瓷制品的品质。

所述霞石正长岩粉体的放射性核素限量的内照射指数I_Ra≤0.80、外照射指数I_γ≤1.00。内照射指数I_Ra是指建筑材料或装饰材料中天然放射性核素镭-226的放射性比活度，除以其单独存在时本标准规定限量而得的商。外照射指数I_γ是指建筑材料或装饰材料中天然放射性核素镭-226、钍-232和钾-40的放射性比活度，分别除以其各自单独存在时本标准规定限量而得的商之和。本发明霞石正长岩的内、外照射指数低，在使用过程中减少了放射性对人体的伤害，具有一定的环保性能。

所述霞石正长岩粉体中还含有余量杂质，杂质为磁性物质及二氧化钛TiO₂，磁性物质重量含量低于0.02%，二氧化钛TiO₂重量含量低于0.01%。

一种霞石正长岩粉体的生产方法，其步骤如下：

（1）、选取四川南江霞石正长岩原矿作为原料一、广东佛冈霞石正长岩原矿作为原料二，分别对原料一和原料二进行选洗、破碎、干式弱磁除铁、均化工艺，然后将物料分开储存。

（2）、经步骤（1）之后的原料二输送至球磨机实施湿法研磨，通过第一级旋流器对物料分级；然后经湿法弱磁除铁机和高梯度磁选机除铁，再通过第二级旋流器对物料分级，以去除铁质及其磁性物质；最后经浓密机浓缩、压滤机脱水，当物料水份为20~24%时得到半成品。

（3）、将步骤（2）所得的半成品、经步骤（1）之后的原料一及水按重量比（1.5~4）:（1~2）:1的比例同时加入球磨机实施研磨，对球磨后的物料进行取样并检测其粒度，当45μm筛余量小于8%时，停止研磨并将物料储存备用。

（4）、对步骤（3）所得的物料采用高梯度磁选机除铁，然后经浓缩机浓缩、压滤机脱水，当物料水份为20~24%时进入烘干机进行烘干工艺，得到霞石正长岩粉体。

本发明原料一为四川南江霞石原矿，其化学成分按重量份数计量为二氧化硅SiO₂ 41.4份、氧化铝Al₂O₃ 28.1份、氧化钾K₂O 4.3份、氧化钠Na₂O 10.9份、三氧化二铁Fe₂O 1.7份、烧失量 5.8份。

原料二为广东佛冈霞石原矿，其化学成分按重量份数计量为二氧化硅SiO₂ 61.1份、氧化铝Al₂O₃ 18.1份、氧化钾K₂O 6.0份、氧化钠Na₂O 6.7份、三氧化二铁Fe₂O₃ 5.1份、烧失量 1.0份。其中烧失量是将在105—110℃烘干的原料在1000—1100℃灼烧后失去的重量百分比。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）、本发明通过二级分段研磨、分段不同磁场强度的多级磁选机除铁、分段多级旋流器分级提纯工艺，使生产的产品纯度高，其中磁性物质重量含量小于0.02%、二氧化钛TiO₂重量含量低于0.01%、三氧化二铁Fe₂O₃重量含量低于0.18%、氧化钾K₂O和氧化钠Na₂O的重量含量之和在13.9%以上。

（2）、采用分段湿法球磨机研磨的方式，确保了产品的粒度分布范围集中在5μm和45μm之间，产品粒度为+45μm小于8%、粒度为-5μm小于20%。

（3）、通过配方优化，使得产品各项标准均可达到实际使用要求，产品的性能优越，其中线性热膨胀系数大于9.1×10^-6/℃，放射性核素限量的内照射指数I_Ra≤0.80、外照射指数I_γ≤1.00，PH值大于10，本发明产品用于制作高档陶瓷釉料并可以代替进口产品。

附图说明

图1是本发明霞石正长岩粉体的粒径分布图；

图2是本发明霞石正长岩粉体的粒径分布表图；

图3是本发明霞石正长岩粉体的体性热膨胀系数指标图；

图4是本发明霞石正长岩粉体熔点指标图。

具体实施方式

为了本领域技术人员的理解，以下通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。

实施例1

本实施例原料采用国内比较稳定的原料，四川南江霞石和广东佛冈霞石进行配方优化。

原料一为四川南江霞石原矿，其化学成分按重量份数计量为二氧化硅SiO₂ 41.4份、氧化铝Al₂O₃ 28.1份、氧化钾K₂O 4.3份、氧化钠Na₂O 10.9份、三氧化二铁Fe₂O 1.7份、烧失量 5.8份。

原料二为广东佛冈霞石原矿，其化学成分按重量份数计量为二氧化硅SiO₂ 61.1份、氧化铝Al₂O₃ 18.1份、氧化钾K₂O 6.0份、氧化钠Na₂O 6.7份、三氧化二铁Fe₂O₃ 5.1份、烧失量 1.0份。其中烧失量为将在105—110℃烘干的原料在1000—1100℃灼烧后失去的重量百分比。

本实施例的具体技术工艺流程如下：

（1）、分别对原料一、原料二进行人工选洗，以去除杂矿，然后经鄂式破碎机、反击式破碎机破碎，再经振动筛分级，大于3mm的颗粒则再返回反击式破碎机进行破碎，而小于3mm的颗粒则进行干式弱磁除铁，对物料进行均化，将物料分开储存。

（2）、经步骤（1）之后的原料二输送至球磨机实施湿法研磨，通过第一级旋流器对物料分级，大于100μm的颗粒返回球磨机重新球磨，而小于100μm的颗粒则经湿法弱磁除铁机除铁和高梯度磁选机除铁后，然后经过第二级旋流器对物料分级，去除含铁矿物、云母、磁性物质及小于10μm的其它杂质；再经浓密机浓缩、以及压滤机脱水，得到水份为20%的半成品。

（3）、将步骤（2）所得的半成品、经步骤（1）之后的原料一及水按重量比1.5:1:1的比例同时加入球磨机实施研磨，研磨18小时后，对球磨后的物料进行取样并检测其粒度，当45μm筛余量小于8%时，则将球磨机内的浆料全部放出，储存于搅拌桶内备用。粒度达不到要求的物料，则继续研磨直至达到粒度要求为止。

（4）、对步骤（3）所得的物料采用高梯度磁选机除铁，然后经浓缩机浓缩、压滤机脱水，当物料水份为20~24%时进入烘干机进行烘干工艺，得到霞石正长岩粉体。

对本实施例的产品技术指标进行检测，霞石正长岩粉体中磁性物质重量含量0.008%、水份重量含量0.5%，产品粒度为+45μm小于8%、粒度为-5μm小于20%。，产品的放射性核素限量的内照射指数I_Ra≤0.80、外照射指数I_γ≤1.00，产品的线性热膨胀系数9.1×10^-6/℃，产品PH值为10。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中步骤（2）得到的半成品水份含量为22%，步骤（3）中的半成品、经步骤（1）之后的原料一、水按重量比5:3:2的比例同时加入球磨机实施研磨，步骤（4）中物料水份为22%时进入烘干机进行烘干工艺。

对本实施例的产品技术指标进行检测，霞石正长岩粉体中磁性物质重量含量0.016%、水份重量含量0.3%，产品粒度为+45μm小于8%、粒度为-5μm小于20%。，产品的放射性核素限量的内照射指数I_Ra≤0.1、外照射指数I_γ≤0.4，产品的线性热膨胀系数9.6×10^-6/℃，产品PH值为10.5。

实施例3

在实施例1的基础上，本实施例中步骤（2）得到的半成品水份含量为24%，步骤（3）中的半成品、经步骤（1）之后的原料一、水按重量比4:2:1的比例同时加入球磨机实施研磨，步骤（4）中物料水份为24%时进入烘干机进行烘干工艺。

对本实施例的产品技术指标进行检测，霞石正长岩粉体中的磁性物质重量含量0.02%、水份重量含量0.3%，产品粒度为+45μm小于8%、粒度为-5μm小于20%。，产品的放射性核素限量的内照射指数I_Ra≤0.4、外照射指数I_γ≤0.7，产品的线性热膨胀系数10.1×10^-6/℃，产品PH值为10.3。

对本发明实施例中产品的化学成分进行检测，检测数据结果如表1。

表1

根据GB/T 3810.3-2006 《陶瓷砖试验方法 第3部分：吸水率、显气孔率、变现相对密度和容重的测定》、JC/T 872-2000《建筑装饰用微晶玻璃》和GB/T 1717-1986《颜料水悬浮液PH值的测定分别测定》分别测定上述实施例中霞石正长岩粉体的莫氏硬度、密度和PH值。测定结果如表2所示。

表2

    表3为制备高档陶瓷用的霞石正长岩粉体的放射性核素的标准要求及本发明实施例所检验得到的数据。

表3

本发明通过二级分段研磨、分段不同磁场强度的多级磁选机除铁、分段多级旋流器分级提纯工艺，使生产的产品纯度高，其中磁性物质重量含量小于0.02%、二氧化钛TiO₂重量含量低于0.01%、三氧化二铁Fe₂O₃重量含量低于0.18%、氧化钾K₂O和氧化钠Na₂O的重量含量之和在13.9%以上。采用分段湿法球磨机研磨的方式，确保了霞石正长岩的粒度分布范围集中在5μm和45μm之间，产品粒度为+45μm小于8%、粒度为-5μm小于20%。通过配方优化，使得霞石正长岩各项标准均可达到实际使用要求，产品性能优越，其中线性热膨胀系数大于9.1×10^-6/℃，放射性核素限量的内照射指数I_Ra≤0.80、外照射指数I_γ≤1.00，PH值大于10，本发明产品用于高档陶瓷釉料并可以代替进口产品。

上述实施例为本发明较佳实现方案，在不脱离本发明的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种霞石正长岩粉体的生产方法，其步骤如下：

（1）、选取四川南江霞石正长岩原矿作为原料一、广东佛冈霞石正长岩原矿作为原料二，分别对原料一和原料二进行选洗、破碎、干式弱磁除铁、均化工艺，然后将物料分开储存；

（2）、经步骤（1）之后的原料二输送至球磨机实施湿法研磨，通过第一级旋流器对物料分级；然后经湿法弱磁除铁机和高梯度磁选机除铁，再通过第二级旋流器对物料分级，以去除铁质及其磁性物质；最后经浓密机浓缩、压滤机脱水，当物料水份为20~24%时得到半成品；

（3）、将步骤（2）所得的半成品、经步骤（1）之后的原料一及水按重量比（1.5~4）:（1~2）:1的比例同时加入球磨机实施研磨，对球磨后的物料进行取样并检测其粒度，当45μm筛余量小于8%时，停止研磨并将物料储存备用；

（4）、对步骤（3）所得的物料采用高梯度磁选机除铁，然后经浓缩机浓缩、压滤机脱水，当物料水份为20~24%时进入烘干机进行烘干工艺，得到霞石正长岩粉体。

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