CN106746681A - 一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，本发明采用三氧化二铬作为成核剂，硫化镍和二硼化镁可强化三氧化二铬的形核作用，进一步降低界面能，使成核活化能降低，有利于晶型的形成。硫化镍和二硼化镁与其他组分配合，可制得耐磨性能耐酸碱性能优越的微晶玻璃板。采用本发明所述的生产工艺可进一步提高制得的微晶玻璃板的耐磨性能，还可减少气孔缺陷，降低表面气孔率。

Description

一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃
技术领域
本发明涉及一种微晶玻璃，尤其涉及一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃。
背景技术
微晶玻璃又称为陶瓷玻璃，具有玻璃和陶瓷的双重特性；微晶玻璃由晶体组成，其原子排列有规律，因此，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，而又比玻璃韧性强。微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点，优于天然石材和陶瓷，可用于建筑幕墙及室内高档装饰，成为理想的高档石材的替代产品。同时还可应用于化工、通信、机械等领域。
建筑装饰微晶玻璃作为一种新型建筑材料的应用范围越来越广。建筑用微晶玻璃产品具有色彩柔和、艳丽典雅，结构致密，纹理清晰的特点。我国的建筑装饰微晶玻璃经历了近二十年的发展，目前建筑装饰微晶玻璃仍存在着气孔率高，脆性大，耐用性差，机加工性能不佳等缺点。
随着我国工业的迅速发展，各种各样的工业废渣也随之而出，据统计，在我国尾矿渣累计堆放达40亿t，且每年新增3亿t的排放和堆放。这些尾矿占用了大量的土地资源，严重污染环境，对人们的健康构成极大的威胁。因此尾矿废渣的利用不仅可以改善环境，使废弃资源再生，变废为宝，节省自然资源，还可以降低微晶玻璃的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐磨性能好，气孔缺陷少且耐用的微晶玻璃。
一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，包括以下重量份的组分：二氧化硅50-60份、钽铌尾矿12-15份、氧化钙10-15份、氧化镁10-15份、氧化钠1-3份、氧化硼0.1-0.3份、硫酸铜0.05-0.1份、硫化镍0.2-0.5份、二硼化镁0.05-0.12份、澄清剂0.5-0.8份、成核剂1-3份；
所述澄清剂由氧化砷和硝酸钠按质量比1：1组成。
所述成核剂为三氧化二铬；
所述钽铌尾矿的化学成分质量百分含量为：二氧化硅70-75%、三氧化二铝15-18%、三氧化二铁0-0.1%、氧化钠4-7%、氧化钾1.5-2.5%、氧化锂0-1%。
一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，其制备方法包括下述步骤：
步骤一：将所述原料混合均匀，升温至300-350℃，保温20-40min，继续升温至1400-1480℃，保温1-3h，制得玻璃液；
步骤二：玻璃液经澄清冷却至1150-1200℃送入压延机连续压延成型；
步骤三：将成型后的微晶玻璃送至退火炉中进行退火，退火温度为590-640℃，退火1h，然后以0.5-1℃/min的速率冷却至室温；
步骤四：将退火后的微晶玻璃置于热处理炉中，以8-12℃/min的速率升温至720-750℃，核化60-90min，再以1-3℃/min的速率升温至800-840℃，晶化1-3h，然后降温至室温，得微晶玻璃板半成品；
步骤五：将微晶玻璃板半成品进行切割、粗抛、精抛，得到耐磨微晶玻璃成品。
微晶玻璃的制备是一个受控晶化的过程，为了得到整体析晶且晶粒微细、分布均匀的微晶玻璃，以保证材料具有良好的耐磨性能，除了要选择合适的玻璃组成外，还必须选择合适的成核剂，以使材料内部产生数量巨大的微晶，并加速析晶过程。不同的成核剂有其各自的特点，本发明采用三氧化二铬作为成核剂，硫化镍和二硼化镁可强化三氧化二铬的形核作用，进一步降低界面能，使成核活化能降低，有利于晶型的形成。硫化镍和二硼化镁与其他组分配合，可制得耐磨性能耐酸碱性能优越的微晶玻璃板。采用本发明所述的生产工艺可进一步提高制得的微晶玻璃板的耐磨性能，还可减少气孔缺陷，降低表面气孔率。
本发明采用钽铌尾矿生产微晶玻璃，实现了工业固体废弃物无害化、减量化、资源化与综合利用
本发明的优点在于：制得的微晶玻璃耐磨性能优越，表面气孔率低，耐酸碱性能好，经久耐用。
具体实施例
下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1：一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，包括以下重量份的组分：二氧化硅56份、钽铌尾矿14份、氧化钙12份、氧化镁14份、氧化钠2份、氧化硼0.2份、硫酸铜0.09份、硫化镍0.4份、二硼化镁0.08份、澄清剂0.6份、三氧化二铬2份；
所述澄清剂由氧化砷和硝酸钠按质量比1：1组成。
一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，其制备方法包括下述步骤：
步骤一：将所述原料混合均匀，升温至340℃，保温30min，继续升温至1450℃，保温2h，制得玻璃液；
步骤二：玻璃液经澄清冷却至1180℃送入压延机连续压延成型；
步骤三：将成型后的微晶玻璃送至退火炉中进行退火，退火温度为620℃，退火1h，然后以0.8℃/min的速率冷却至室温；
步骤四：将退火后的微晶玻璃置于热处理炉中，以10℃/min的速率升温至740℃，核化80min，再以2℃/min的速率升温至810℃，晶化3h，然后降温至室温，得微晶玻璃板半成品；
步骤五：将微晶玻璃板半成品进行切割、粗抛、精抛，得到耐磨微晶玻璃成品。
实施例2：一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，包括以下重量份的组分：二氧化硅50份、钽铌尾矿12份、氧化钙10份、氧化镁10份、氧化钠1份、氧化硼0.1份、硫酸铜0.05份、硫化镍0.2份、二硼化镁0.05份、澄清剂0.5份、三氧化二铬1份；
所述澄清剂由氧化砷和硝酸钠按质量比1：1组成。
一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，其制备方法包括下述步骤：
步骤一：将所述原料混合均匀，升温至350℃，保温20min，继续升温至1480℃，保温3h，制得玻璃液；
步骤二：玻璃液经澄清冷却至1150℃送入压延机连续压延成型；
步骤三：将成型后的微晶玻璃送至退火炉中进行退火，退火温度为590℃，退火1h，然后以1℃/min的速率冷却至室温；
步骤四：将退火后的微晶玻璃置于热处理炉中，以8℃/min的速率升温至750℃，核化90min，再以1℃/min的速率升温至840℃，晶化1h，然后降温至室温，得微晶玻璃板半成品；
步骤五：将微晶玻璃板半成品进行切割、粗抛、精抛，得到耐磨微晶玻璃成品。
实施例3：一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，包括以下重量份的组分：二氧化硅60份、钽铌尾矿15份、氧化钙15份、氧化镁15份、氧化钠3份、氧化硼0.3份、硫酸铜0.1份、硫化镍0.5份、二硼化镁0.12份、澄清剂0.8份、三氧化二铬3份；
所述澄清剂由氧化砷和硝酸钠按质量比1：1组成。
一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，其制备方法包括下述步骤：
步骤一：将所述原料混合均匀，升温至300℃，保温40min，继续升温至1400℃，保温1h，制得玻璃液；
步骤二：玻璃液经澄清冷却至1200℃送入压延机连续压延成型；
步骤三：将成型后的微晶玻璃送至退火炉中进行退火，退火温度为5640℃，退火1h，然后以0.5℃/min的速率冷却至室温；
步骤四：将退火后的微晶玻璃置于热处理炉中，以8℃/min的速率升温至720℃，核化60min，再以1℃/min的速率升温至840℃，晶化1h，然后降温至室温，得微晶玻璃板半成品；
步骤五：将微晶玻璃板半成品进行切割、粗抛、精抛，得到耐磨微晶玻璃成品。
实施例4：一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，包括以下重量份的组分：二氧化硅52份、钽铌尾矿12份、氧化钙14份、氧化镁12份、氧化钠3份、氧化硼0.1份、硫酸铜0.05份、硫化镍0.5份、二硼化镁0.09份、澄清剂0.8份、三氧化二铬1份；
所述澄清剂由氧化砷和硝酸钠按质量比1：1组成。
一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，其制备方法包括下述步骤：
步骤一：将所述原料混合均匀，升温至310℃，保温25min，继续升温至1430℃，保温3h，制得玻璃液；
步骤二：玻璃液经澄清冷却至1190℃送入压延机连续压延成型；
步骤三：将成型后的微晶玻璃送至退火炉中进行退火，退火温度为600℃，退火1h，然后以0.5℃/min的速率冷却至室温；
步骤四：将退火后的微晶玻璃置于热处理炉中，以9℃/min的速率升温至720℃，核化70min，再以3℃/min的速率升温至830℃，晶化2h，然后降温至室温，得微晶玻璃板半成品；
步骤五：将微晶玻璃板半成品进行切割、粗抛、精抛，得到耐磨微晶玻璃成品。
对比例1：一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，其配方同实施例1。其制备方法包括下述步骤：
步骤一：将所述原料混合均匀，升温至1440℃，保温3h，制得玻璃液；
步骤二：玻璃液经澄清冷却至1200℃送入压延机连续压延成型；
步骤三：将成型后的微晶玻璃送至退火炉中进行退火，退火温度为680℃，退火1h，然后冷却至室温；
步骤四：将退火后的微晶玻璃置于热处理炉中，在750℃核化60min，800℃晶化3h，然后降温至室温，得微晶玻璃板半成品；
步骤五：将微晶玻璃板半成品进行切割、粗抛、精抛，得到耐磨微晶玻璃成品。
本发明实施例及对比例提供的微晶玻璃板主要性能的检测标准如下：用MHK-50型环块磨损试验机测定试样的耐磨性，表面气孔率、耐酸性（1.0%硫酸溶液室温浸泡650h）、耐碱性（1.0%氢氧化钠溶液室温浸泡650h）的检测方法参考JC/T872-2000。
对比例1采用了本发明所述的配方，但未采用本发明所述的生产工艺，其耐酸碱性能与实施例1-3相差不大，表面气孔率明显高于实施例1-3，磨损率也高于实施例1-3。

Claims (5)

1.一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，其特征在于：包括以下重量份的组分：二氧化硅50-60份、钽铌尾矿12-15份、氧化钙10-15份、氧化镁10-15份、氧化钠1-3份、氧化硼0.1-0.3份、硫酸铜0.05-0.1份、硫化镍0.2-0.5份、二硼化镁0.05-0.12份、澄清剂0.5-0.8份、成核剂1-3份；所述澄清剂由氧化砷和硝酸钠按质量比1：1组成；所述成核剂为三氧化二铬。
2.如权利要求1所述的一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，其特征在于：包括以下重量份的组分：二氧化硅56份、钽铌尾矿14份、氧化钙12份、氧化镁14份、氧化钠2份、氧化硼0.2份、硫酸铜0.09份、硫化镍0.4份、二硼化镁0.08份、澄清剂0.6份、三氧化二铬2份。
3.如权利要求1或2所述的一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，其特征在于：制备方法包括下述步骤：
步骤一：将所述原料混合均匀，升温至300-350℃，保温20-40min，继续升温至1400-1480℃，保温1-3h，制得玻璃液；
步骤二：玻璃液经澄清冷却至1150-1200℃送入压延机连续压延成型；
步骤三：将成型后的微晶玻璃送至退火炉中进行退火，退火温度为590-640℃，退火1h，然后以0.5-1℃/min的速率冷却至室温；
步骤四：将退火后的微晶玻璃置于热处理炉中，以8-12℃/min的速率升温至720-750℃，核化60-90min，再以1-3℃/min的速率升温至800-840℃，晶化1-3h，然后降温至室温，得微晶玻璃板半成品；
步骤五：将微晶玻璃板半成品进行切割、粗抛、精抛，得到耐磨微晶玻璃成品。
4.如权利要求3所述的一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，其特征在于：制备方法包括下述步骤：
步骤一：将所述原料混合均匀，升温至340℃，保温30min，继续升温至1450℃，保温2h，制得玻璃液；
步骤二：玻璃液经澄清冷却至1180℃送入压延机连续压延成型；
步骤三：将成型后的微晶玻璃送至退火炉中进行退火，退火温度为620℃，退火1h，然后以0.8℃/min的速率冷却至室温；
步骤四：将退火后的微晶玻璃置于热处理炉中，以10℃/min的速率升温至740℃，核化80min，再以2℃/min的速率升温至810℃，晶化3h，然后降温至室温，得微晶玻璃板半成品；
步骤五：将微晶玻璃板半成品进行切割、粗抛、精抛，得到耐磨微晶玻璃成品。
5.一种采用工业废弃物制备的耐磨微晶玻璃，其特征在于：包括以下组分：二氧化硅、钽铌尾矿、氧化钙、氧化镁、氧化钠、氧化硼、硫酸铜、硫化镍、二硼化镁、澄清剂、成核剂。
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