CN104926131B - 一种钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃及其制备方法，以钒钛磁铁矿尾矿为主要原料，以硅石或石英砂(SiO₂)、石灰石或方解石(CaCO₃)、纯碱(Na₂CO₃)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化镁(MgO)、三氧化二铬(Cr₂O₃)、氟化钙(CaF₂)、硝酸钠(NaNO₃)为辅助原料，其中钒钛磁铁矿尾矿在微晶玻璃原材料中的掺量是50.0‑65.0wt.％，首先将钒钛磁铁矿尾矿粉碎，按照设计成分配比准确称量钒钛磁铁矿、辅助原料及助熔澄清剂后混合均匀，之后将混合料放入熔炉熔化，玻璃液均化、澄清后成型或水淬制成玻璃粒料，对成型玻璃板进行晶化热处理，或将玻璃粒料装模后晶化处理，退火后即可得到微晶玻璃板。本发明降低了微晶玻璃的生产成本，解决了资源浪费及环境污染问题。

Description

一种钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种微晶玻璃及其制备方法，尤指一种钒钛磁铁矿尾矿制备的微晶玻璃及其制备方法，目的在于实现钒钛磁铁矿尾矿的资源化综合利用，同时提供一种性能优良可替代天然石材、陶瓷砖等工程材料的高强耐磨工程微晶玻璃。

背景技术

钒钛磁铁矿是一种在世界范围内都广泛分布的矿产资源，其中主要分布于中国、南非、俄罗斯、加拿大、美国、印度等国家。

钒钛磁铁矿主要分布于我国的攀枝花-西昌地区、承德-辽西地区和新疆等地区，其中攀西地区的保有储量达100亿吨以上，是我国最大的钒钛磁铁矿矿床，具有很高的综合利用价值。近年来，随着我国资源的急剧消耗，矿产资源的供需矛盾日益突出，二次资源的回收和利用越来越受到人们的重视。尾矿是选矿后的固体废弃物，低品位尾矿中的金属矿物含量一般较低，无法达到冶炼标准，目前我国钒钛磁铁矿的综合利用率仅为30％左右，即使资源化再利用较好的部分企业，对钒钛磁铁矿只回收了Fe、V、Ti元素，而Co、Ni、Cr、Ga等元素还没用回收利用，以四川某大型企业为例，目前按选矿规模年处理1150万吨钒钛磁铁矿石估计，每年副产表外矿和极贫矿500～600万t，这部分尾矿尚未利用。按其现有近2.5亿t表外矿计算，可产生1.6亿t极贫尾矿。再如，西昌某矿业公司辖属矿区被誉为攀西四大钒钛磁铁矿基地之一，该矿区尾矿库已堆存950万m³选矿尾矿，已达设计库容。

目前，由于技术手段限制、二次或三次选矿成本高等原因导致大量低品位的钒钛磁铁矿选铁、选钛、选钒尾矿堆积，其储量巨大，造成了土地资源的极大浪费并带来了一些列的环境和安全问题，不仅造成资源无限浪费，而且给企业以及国家都造成了巨大的经济损失。因此，开展大宗量、高效、资源化综合利用钒钛磁铁矿尾新途径具有十分重要的意义。

微晶玻璃是近几十年人工研制开发的一种新型材料，由于其物理力学性能优良、化学稳定性强、加工成形性好等特点，被广泛应用于建筑装饰、交通运输、冶金、化工、机械、陶瓷、医学等行业和部门。作为建筑装饰材料使用时，可制作与天然石材相似的纹理，美观高雅，相对于天然石材，微晶玻璃具有更强的耐腐蚀、耐磨性能。随着国家经济的突飞猛进以及人民生活水平的不断提高，人们对于微晶玻璃这种上档次的装饰材料需求量越来越大。以钒钛磁铁矿尾矿为原料制备微晶玻璃以其廉价的制备成本和优良的理化性能而具有显著的社会效益和经济效益。

发明内容

针对背景技术中目前存在的问题，本发明提供了一种以钒钛磁铁矿尾矿为主要原料并辅以各种辅料制备微晶玻璃的方法，设计了Na₂O-K₂O-CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂-F(NKCMASF)基础玻璃体系，本发明制备的微晶玻璃，强度高、化学稳定性好、具有优良的加工成形性能，可广泛用作高档的建筑装饰材料。

另外，本发明不仅提供一种资源化综合利用钒钛磁铁矿尾矿制备微晶玻璃的方法，最主要的是为钒钛磁铁矿尾矿大宗量、资源化及高值化综合利用提供参考和依据，利用本发明技术综合利用钒钛磁铁矿尾矿制备微晶玻璃工艺简单、成本低廉，拓展了钒钛磁铁矿尾矿的利用途径，不但解决了钒钛磁铁矿尾矿自然堆放带来的安全及环境问题，同时具有显著的社会效益和经济效益。

为了达到上述目的，本发明通过以下具体的方案来实现：

1.所述微晶玻璃由钒钛磁铁矿尾矿、辅助原料及助熔澄清剂制备，其中钒钛磁铁矿尾矿占原材料总重量的50.0-65.0wt.％，辅助原料占原材料总重量的35.0-45.0wt.％，助熔澄清剂占原材料总重量的0.5-5.0wt.％。

2.所述钒钛磁铁矿尾矿成分为(按质量分数)：50.4％SiO₂、8.8％Fe₂O₃、10.7％Al₂O₃、5.2％MgO、14.2％CaO、2.7％Na₂O、3.5％K₂O、3.4％TiO₂、0.5％V₂O₅、0.02％P₂O₅、0.2％MnO、0.3％SO₃、0.03％CuO、0.02％ZnO、0.01％PbO、0.01％IrO₂、0.01％SrO。

3.所述辅助原料为：石英砂或硅石(SiO₂)、石灰石或方解石(CaCO₃)、纯碱(Na₂CO₃)、萤石(CaF₂)、氧化铝(Al₂O₃)、碳酸钾(K₂CO₃)、氧化镁(MgO)和三氧化二铬(Cr₂O₃)中的三种或三种以上或全部，它们之间的重量比是：16-24：4-8：0-9：2-9：0-4：0-6：4-8：0-2。

4.所述助熔澄清剂为：Na₂O、Al₂O₃、SiO₂、CaO、CaF₂和NaNO₃中的一种或一种以上或全部，它们之间的重量比是：0-5：0-2：0-7：1-4：2-9：0-6。

一种钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃的制备方法，首先，将钒钛磁铁矿尾矿粉碎，按照1-4所述的成分配比，将钒钛磁铁矿尾矿和辅助原料及助熔澄清剂混合均匀，获得微晶玻璃基础配合料，将配合料投入熔炉内熔化，均化、澄清后形成合格的玻璃液，玻璃液经成型或者水淬，制成基础玻璃板或基础玻璃粒料，基础玻璃板经过晶化处理形成微晶玻璃板，玻璃粒料经过烧结晶化过程形成微晶玻璃板，具体步骤如下：

(1)原料破碎：将钒钛磁铁矿尾矿破碎成细颗粒状；

(2)配料：按照成分配比精确称量占原材料总重量50.0-65.0wt％的钒钛磁铁矿尾矿，占原材料总重量35.0-45.0wt％的辅助原料，占原材料总重量0.5-5.0wt％的助熔澄清剂；

(3)混料：将精确称量的钒钛磁铁矿尾矿、辅助原料及助熔澄清剂放入混料机混合均匀，得到基础配合料；

(4)熔化：将基础配合料送入熔炉中进行熔化，熔化温度1400-1600℃，熔化时间0.5-5.0h，待熔体均化、澄清，得到合格玻璃液；

(5)成型退火：玻璃液经成型后将其放入晶化炉内退火，退火制度为：550-600℃保温1.0-2.0h；以1.0-3.0℃/min的速率降温至400-450℃，保温1.0-2.0h，得到基础玻璃；或将玻璃液水淬成0.5-5.0mm的玻璃粒料，干燥后待装模使用；

(6)晶化：对(5)中的基础玻璃进行晶化处理，晶化制度为：以1.0-10.0℃/min的速率升温至650-700℃，保温0.5-2.0h；以1.0-10.0℃/min的速率升温至725-775℃，保温1.0-3.0h；以1.0-10.0℃/min的速率升温至800-850℃，保温2.0-4.0h；以1.0-3.0℃/min的速率降温至550-600℃，保温2.0-4.0h；以1.0-3.0℃/min的速率降温至300-350℃，保温1.0-3.0h；自然冷却至50℃以下，得到微晶玻璃；或将玻璃粒料装入模具后送入晶化炉进行晶化，晶化制度为：以1.0-20.0℃/min的速率升温至1140-1190℃，保温0.5-2.0h，流平表面；以5.0-10.0℃/min的速率降温至400-450℃保温1.0-2.0h；以1.0-10.0℃/min的速率升温至650-700℃，保温0.5-2.0h；以1.0-10.0℃/min的速率升温至725-775℃，保温1.0-3.0h；以1.0-10.0℃/min的速率升温至800-850℃，保温2.0-4.0h；以1.0-3.0℃/min的速率降温至550-600℃，保温2.0-4.0h；以1.0-3.0℃/min的速率降温至300-350℃，保温1.0-3.0h；自然冷却至50℃以下，得到微晶玻璃；

(7)加工：对制备的钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃板定厚、磨抛、切割、倒棱，获得不同规格的微晶玻璃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明以钒钛磁铁矿尾矿为主要原料生产高强耐磨工程微晶玻璃，实现了钒钛磁铁矿尾矿的资源化综合利用，其在微晶玻璃原材料中的掺量高达65.0wt.％，显著降低了微晶玻璃生产成本，有效解决了钒钛磁铁矿尾矿自然堆放产生的一系列安全和环境问题。

(2)根据钒钛磁铁矿尾矿成分，合理设计了NKCMASF七元系微晶玻璃体系，充分利用了尾矿中微量元素对基础玻璃析晶性能产生的调控作用，通过不断调控微晶玻璃组成、熔化、成型及热处理工艺参数，可获得以透辉石(CaMgSi₂O₆)、斜辉石(Mg_.89Fe_.08Al_.20Cr_.04Ti_.01Ca_.76Na_.10Si_1.92O₆)、含铁、钛透辉石((Mg,Fe,Al,Ti,Cr)(Ca,Mg,Fe,Na)(Si,Al)₂O₆)等辉石类晶相为主的微晶玻璃。

(3)根据本制备方法制得的微晶玻璃晶体颗粒呈棒状，长短不一且相互交错，晶粒排列整齐紧密，其密度为2.9-3.1g/cm³，显微强度高达1039HV，抗压强度最高为153MPa，可广泛应用于建筑装饰行业，也可作为化工设备的防腐材料。

附图说明

图1为本发明中钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃制备工艺流程；

图2为本发明中钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃物相分析。

具体实施方式

下面结合附图及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。而且本发明通过下面实施例，本领域技术人员是能够完全实现本发明权利要求记载的所有内容的。

实施例1

一种钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃及其制备方法，包括以下步骤：

(1)将钒钛磁铁矿尾矿烘干粉碎，精确称量65.0kg尾矿，16.6kg石英砂(SiO₂)、4.7kg氧化铝(Al₂O₃)、6.4kg氧化镁(MgO)、6.2kg碳酸钠(Na₂CO₃)、4.4kg碳酸钙(CaCO₃)、0.8kg三氧化二铬(Cr₂O₃)、2.0kg萤石(CaF₂)、2.2kg硝酸钠(NaNO₃)。将钒钛磁铁矿尾矿、辅助原料及助熔澄清剂放入混料机混合均匀，形成微晶玻璃基础配合料。

(2)将微晶玻璃基础配合料放入熔炉中进行熔化，熔化温度1470℃，熔化1.5h，待熔体均化、澄清，得到合格玻璃液。

(3)将玻璃液浇注于模具内，成型后将其送入晶化炉内退火，退火制度为：550℃保温2.0h，以1.0℃/min的速率降温至400℃，400℃保温2.0h，得到基础玻璃；或将均化、澄清的玻璃液水淬成玻璃粒料，干燥后待装模使用。

(4)对所述步骤(3)中的基础玻璃进行晶化处理，晶化制度为：以1.0℃/min的速率升温至650℃，保温1.0h；以1.0℃/min的速率升温至725℃，保温2.0h；以1.0℃/min的速率升温至825℃，保温3.0h；以1.0℃/min的速率降温至550℃，保温1.0h；以1.0℃/min的速率降温至300℃，保温2.0h；自然冷却至50℃以下，得到微晶玻璃；或将玻璃颗粒装入模具后送入晶化炉进行晶化，晶化制度为：以5.0℃/min的速率升温至1150℃，保温1.0h，流平表面；以5.0℃/min的速率降温至400℃，保温2.0h；以1.0℃/min的速率升温至650℃，保温1.0h；以1.0℃/min的速率升温至725℃，保温2.0h；以1.0℃/min的速率升温至825℃，保温3.0h；以1.0℃/min的速率降温至550℃，保温1.0h；以1.0℃/min的速率降温至300℃，保温2.0h；自然冷却至50℃以下，得到微晶玻璃。

(5)所述步骤(4)得到的微晶玻璃密度为2.9g/cm³，显微强度高达1025HV，抗压强度为145.7MPa。

实施例2

一种钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃及其制备方法，包括以下步骤：

(1)将钒钛磁铁矿尾矿烘干粉碎，精确称量60.0kg尾矿，19.2kg石英砂(SiO₂)、5.2kg氧化铝(Al₂O₃)、6.7kg氧化镁(MgO)、6.5kg碳酸钠(Na₂CO₃)、5.7kg碳酸钙(CaCO₃)、0.8kg三氧化二铬(Cr₂O₃)、2.0kg萤石(CaF₂)、2.2kg硝酸钠(NaNO₃)。将钒钛磁铁矿尾矿、辅助原料及助熔澄清剂放入混料机混合均匀，形成微晶玻璃基础配合料。

(2)将微晶玻璃基础配合料放入熔炉中进行熔化，熔化温度1470℃，熔化1.5h，待熔体均化、澄清，得到合格玻璃液。

(3)将玻璃液浇注于模具内，成型后将其送入晶化炉内退火，退火制度为：565℃保温1.5h，以2.0℃/min的速率降温至420℃，420℃保温1.5h，得到基础玻璃；或将均化、澄清的玻璃液水淬成玻璃粒料，干燥后待装模使用。

(4)对所述步骤(3)中的基础玻璃进行晶化处理，晶化制度为：以1.5℃/min的速率升温至670℃，保温1.0h；以1.5℃/min的速率升温至735℃，保温2.0h；以1.5℃/min的速率升温至835℃，保温3.0h；以1.5℃/min的速率降温至570℃，保温1.0h；以1.5℃/min的速率降温至310℃，保温2.0h；自然冷却至50℃以下，得到微晶玻璃；或将玻璃颗粒装入模具后送入晶化炉进行晶化，晶化制度为：以10.0℃/min的速率升温至1160℃，保温45.0min，流平表面；以6.0℃/min的速率降温至420℃，保温1.5h；以1.5℃/min的速率升温至670℃，保温1.0h；以1.5℃/min的速率升温至735℃，保温2.0h；以1.5℃/min的速率升温至835℃，保温3.0h；以1.5℃/min的速率降温至570℃，保温1.0h；以1.5℃/min的速率降温至310℃，保温2.0h；自然冷却至50℃以下，得到微晶玻璃。

(5)所述步骤(4)得到的微晶玻璃密度为3.1g/cm³，显微强度高达1037HV，抗压强度为152.5MPa。

实施例3

一种钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃及其制备方法，包括以下步骤：

(1)将钒钛磁铁矿尾矿烘干粉碎，精确称量55.0kg尾矿，21.7kg石英砂(SiO₂)、5.7kg氧化铝(Al₂O₃)、6.9kg氧化镁(MgO)、6.7kg碳酸钠(Na₂CO₃)、0.3kg碳酸钾(K₂CO₃)、7.0kg碳酸钙(CaCO₃)、0.8kg三氧化二铬(Cr₂O₃)、2.0kg萤石(CaF₂)、2.2kg硝酸钠(NaNO₃)。将钒钛磁铁矿尾矿、辅助原料及助熔澄清剂放入混料机混合均匀，形成微晶玻璃基础配合料。

(2)将微晶玻璃基础配合料放入高温炉中进行熔化，熔化温度1470℃，熔化1.5h，待熔体均化、澄清，得到合格玻璃液。

(3)将玻璃液浇注于模具内，成型后将其送入晶化炉内退火，退火制度为：585℃保温1.0h，以3.0℃/min的速率降温至430℃，430℃保温1.0h，得到基础玻璃；或将均化、澄清的玻璃液水淬成玻璃粒料，干燥后待装模使用；

(4)对所述步骤(3)中的基础玻璃进行晶化处理，晶化制度为：以2.0℃/min的速率升温至680℃，保温1.0h；以2.0℃/min的速率升温至735℃，保温2.0h；以2.0℃/min的速率升温至845℃，保温3.0h；以2.0℃/min的速率降温至590℃，保温1.0h；以2.0℃/min的速率降温至320℃，保温2.0h；自然冷却至50℃以下，得到微晶玻璃；或将玻璃颗粒装入模具后送入晶化炉进行晶化，晶化制度为：以15.0℃/min的速率升温至1180℃，保温30.0min，流平表面；以7.0℃/min的速率降温至430℃，保温1.0h；以2.0℃/min的速率升温至680℃，保温1.0h；以2.0℃/min的速率升温至735℃，保温2.0h；以2.0℃/min的速率升温至845℃，保温3.0h；以2.0℃/min的速率降温至590℃，保温1.0h；以2.0℃/min的速率降温至320℃，保温2.0h；自然冷却至50℃以下，得到微晶玻璃。

(5)所述步骤(4)得到的微晶玻璃密度为3.0g/cm³，显微强度高达1031HV，抗压强度为149.0MPa。

实施例4

一种钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃及其制备方法，包括以下步骤：

(1)将钒钛磁铁矿尾矿烘干粉碎，精确称量50.0kg尾矿，24.2kg石英砂(SiO₂)、6.3kg氧化铝(Al₂O₃)、7.2kg氧化镁(MgO)、7.0kg碳酸钠(Na₂CO₃)、0.5kg碳酸钾(K₂CO₃)、8.2kg碳酸钙(CaCO₃)、0.8kg三氧化二铬(Cr₂O₃)、2.0kg萤石(CaF₂)、2.2kg硝酸钠(NaNO₃)。将钒钛磁铁矿尾矿、辅助原料及助熔澄清剂放入混料机混合均匀，形成微晶玻璃基础配合料。

(2)将微晶玻璃基础配合料放入熔炉中进行熔化，熔化温度1470℃，熔化1.5h，待熔体均化、澄清，得到合格玻璃液。

(3)将玻璃液浇注于模具内，成型后将其送入晶化炉内退火，退火制度为：600℃保温1.0h，以3.0℃/min的速率降温至450℃，450℃保温1.0h，得到基础玻璃；或将均化、澄清的玻璃液水淬成玻璃粒料，干燥后待装模使用。

(4)对所述步骤(3)中的基础玻璃进行晶化处理，晶化制度为：以3.0℃/min的速率升温至700℃，保温1.0h；以3.0℃/min的速率升温至765℃，保温2.0h；以3.0℃/min的速率升温至850℃，保温3.0h；以3.0℃/min的速率降温至600℃，保温1.0h；以3.0℃/min的速率降温至330℃，保温2.0h；自然冷却至50℃以下，得到微晶玻璃；或将玻璃颗粒装入模具后送入晶化炉进行晶化，晶化制度为：以20.0℃/min的速率升温至1190℃，保温25.0min，流平表面；以8.0℃/min的速率降温至600℃，保温1.0h；以3.0℃/min的速率升温至700℃，保温1.0h；以3.0℃/min的速率升温至765℃，保温2.0h；以3.0℃/min的速率升温至850℃，保温3.0h；以3.0℃/min的速率降温至600℃，保温1.0h；以3.0℃/min的速率降温至330℃，保温2.0h；自然冷却至50℃以下，得到微晶玻璃。

(5)所述步骤(4)得到的微晶玻璃密度为3.1g/cm³，显微强度高达1039HV，抗压强度为153.1MPa。

如图2所示，通过对本发明中钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃物相分析知，可获得以透辉石(CaMgSi₂O₆)、斜辉石(Mg_.89Fe_.08Al_.20Cr_.04Ti_.01Ca_.76Na_.10Si_1.92O₆)、含铁、钛透辉石((Mg,Fe,Al,Ti,Cr)(Ca,Mg,Fe,Na)(Si,Al)₂O₆)等辉石类晶相为主的微晶玻璃，透辉石晶体相对含量高达51.3％，斜辉石晶体相对含量为47.9％，而含铁、钛透辉石含量不足1.0％；辉石类晶体颗粒通常呈棒状，晶粒排列整齐紧密，透辉石晶相与斜辉石晶相互相交错，并有部分含铁、钛透辉石晶体颗粒穿插其中，使微晶玻璃具有优越的理化性能。

总之，本发明为钒钛磁铁矿尾矿的大宗量、资源化综合利用提供了新的途径，与此同时，以钒钛磁铁矿尾矿为主要原料制备微晶玻璃，降低了微晶玻璃的生产成本，解决了资源浪费及环境污染问题。

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 (3)

1.一种钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃，其特征在于：所述微晶玻璃由钒钛磁铁矿尾矿、辅助原料及助熔澄清剂制备，其中钒钛磁铁矿尾矿占原材料总重量的50.0-65.0wt.％，辅助原料占原材料总重量的35.0-45.0wt.％，助熔澄清剂占原材料总重量的0.5-5.0wt.％；所述辅助原料为：石英砂或硅石、石灰石或方解石、纯碱(Na₂CO₃)、萤石、氧化铝(Al₂O₃)、碳酸钾(K₂CO₃)、氧化镁(MgO)和三氧化二铬(Cr₂O₃)，它们之间的重量比是：16-24：4-8：0-9：2-9：0-4：0-6：4-8：0-2；所述助熔澄清剂为：Na₂O、Al₂O₃、SiO₂、CaO、CaF₂和NaNO₃，它们之间的重量比是：0-5：0-2：0-7：1-4：2-9：0-6；所述微晶玻璃晶体颗粒呈棒状，长短不一且相互交错，晶粒排列整齐紧密，密度为2.9-3.1g/cm³，显微强度高达1039HV，抗压强度最高为153MPa。

2.根据权利要求1所述的一种钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃，其特征在于：所用钒钛磁铁矿尾矿成分按质量分数为：50.4％SiO₂、8.8％Fe₂O₃、10.7％Al₂O₃、5.2％MgO、14.2％CaO、2.7％Na₂O、3.5％K₂O、3.4％TiO₂、0.5％V₂O₅、0.02％P₂O₅、0.2％MnO、0.3％SO₃、0.03％CuO、0.02％ZnO、0.01％PbO、0.01％IrO₂、0.01％SrO。

3.一种如权利要求1所述的钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃的制备方法，其特征在于：首先，将钒钛磁铁矿尾矿粉碎，按照权利要求1所述的成分配比，将钒钛磁铁矿尾矿和辅助原料及助熔澄清剂混合均匀，形成微晶玻璃基础配合料，投入熔炉内熔融，均化、澄清后形成合格的玻璃液，玻璃液经成型或者水淬，制成基础玻璃板或基础玻璃粒料，基础玻璃板经过晶化处理形成微晶玻璃板，玻璃粒料经过烧结晶化过程形成微晶玻璃试样，具体步骤如下：

(1)原料破碎：将钒钛磁铁矿尾矿破碎成细颗粒状；

(2)配料：按照成分配比精确称量占原材料总重量50.0-65.0wt％的钒钛磁铁矿尾矿，占原材料总重量35.0-45.0wt％的辅助原料，占原材料总重量0.5-5.0wt％的助熔澄清剂；

(3)混料：将精确称量的钒钛磁铁矿尾矿、辅助原料及助熔澄清剂放入混料机混合均匀，得到基础配合料；

(4)熔化：将基础配合料送入熔炉中进行熔化，熔化温度1400-1600℃，熔化时间0.5-5.0h，待熔体均化、澄清，得到合格玻璃液；

(5)成型退火：玻璃液经成型后将其放入晶化炉内退火，退火制度为：550-600℃保温1.0-2.0h；以1.0-3.0℃/min的速率降温至400-450℃，保温1.0-2.0h，得到基础玻璃；或将玻璃液水淬成0.5-5.0mm的玻璃粒料，干燥后待装模使用；

(6)晶化：对(5)中的基础玻璃进行晶化处理，晶化制度为：以1.0-10.0℃/min的速率升温至650-700℃，保温0.5-2.0h；以1.0-10.0℃/min的速率升温至725-775℃，保温1.0-3.0h；以1.0-10.0℃/min的速率升温至800-850℃，保温2.0-4.0h；以1.0-3.0℃/min的速率降温至550-600℃，保温2.0-4.0h；以1.0-3.0℃/min的速率降温至300-350℃，保温1.0-3.0h；自然冷却至50℃以下，得到微晶玻璃；或将玻璃粒料装入模具后送入晶化炉进行晶化，晶化制度为：以1.0-20.0℃/min的速率升温至1140-1190℃，保温0.5-2.0h，流平表面；以5.0-10.0℃/min的速率降温至400-450℃保温1.0-2.0h；以1.0-10.0℃/min的速率升温至650-700℃，保温0.5-2.0h；以1.0-10.0℃/min的速率升温至725-775℃，保温1.0-3.0h；以1.0-10.0℃/min的速率升温至800-850℃，保温2.0-4.0h；以1.0-3.0℃/min的速率降温至550-600℃，保温2.0-4.0h；以1.0-3.0℃/min的速率降温至300-350℃，保温1.0-3.0h；自然冷却至50℃以下，得到微晶玻璃；

(7)加工：对制备的钒钛磁铁矿尾矿微晶玻璃板定厚、磨抛、切割、倒棱，获得不同规格的微晶玻璃，所述微晶玻璃晶体颗粒呈棒状，长短不一且相互交错，晶粒排列整齐紧密，密度为2.9-3.1g/cm³，显微强度高达1039HV，抗压强度最高为153MPa。