CN1081613C - 微晶玻璃陶瓷花岗岩及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种微晶玻璃陶瓷花岗岩及制造方法，将霞石正长岩、硅石、氧化锌、碳酸钡、硝酸钠、三氧化二砷，按一定配比放入工业池窑中，熔融为玻璃液，并冷却变为水淬颗粒料，然后分三个烧结温度阶段进行烧结，整个运行周期为7小时左右，出品为毛坯，然后进行研磨、抛光、切割、质检、包装、入库。具有良好的物化特性，机械强度高、耐磨、耐蚀、抗氧化等特点。

Description

微晶玻璃陶瓷花岗岩及制造方法
本发明涉及一种微晶玻璃陶瓷花岗岩及制造方法。
目前，建筑行业使用的高档花岗岩装饰材料，均采用大规格石材荒料加工而成，需用大量外汇购买先进设备进行开采和加工，运输难度大，成材率低，且开采量少，造成花岗岩板材价格昂贵，加工后的板材利用后50～60年自然老化，变形、退色，颜色很难一致，在开采过程中产生大量的矿渣及尾料对环境保护造成严重威胁。
本发明目的是利用矿山尾料类型的二次资源为主要原料及其它辅料，用特定的烧结加工方法制造出微晶玻璃陶瓷花岗岩。
本发明所含原料成份有：主料为霞石正长岩(CaO·Al2O3·2SiO2)，辅料为硅石(SiO2)、氧化锌(ZnO)，碳酸钡(BaCO3)、硝酸钠(NaNO3)，三氧化二砷(AS2O3)并按一定配比及相应工艺方法制造而成，首先将霞石正长岩、硅石用破碎机粉碎成60μm～150μm的粒状，然后将主料及所有配料按下述重量百分比(wt％)混合配制；(CaO·Al2O3·2SiO2)为35-40.72；SiO2为25-29.01；BaCO3为1～3.2；NaNO3为2～3；CaCO3+NaCO3为20.07；ZnO为2-4.04；AS2O3为0.1～0.4。其加工制造方法为：将上述配方放入工业池(炉)窑中，在1500℃～1650℃温度下熔融为玻璃液，然后将该熔液从池窑口放出，用循环冷却水急速冷却，使液体变为水淬颗粒料，再进行筛选，筛选后装入模具放入窑炉中进行烧结，烧结温度为三个阶段，第一阶段为升温阶段，从0℃-860℃左右颗粒粘结，空隙逐渐消除，至970℃左右从界面开始析晶，使颗粒完全融为整体并充分析晶，第二阶段从1000℃-1220℃析晶完成，形成晶核、晶相分布均匀的材料，第三阶段开始降温，降至到室温25℃-30℃左右，以上三个阶段在辊道窑中进行，运行速度为0.178米/分钟，整个运行周期为7小时左右，出品为毛坯，然后进行研磨、抛光、切割、质检、包装、入库。
本发明具有以下特点：1.利用矿山尾料类型的二次资源为主要原料之一，保护环境，变废为宝，价格低廉，资源充裕；2.具有良好的成型性能，能制成大尺寸的板材或一定形状的异型构件料；3.本发明所利用的矿山尾料中含有大量氧化铝的特点，可以制成色泽较纯，较均匀，且一致性好的白色微晶玻璃陶瓷花岗岩材料，具有良好的物化特性，可替代较为稀贵的汉白玉。4.具有机械强度高，电绝缘性优良，介电损耗小，介电常数稳定、耐磨、耐腐蚀，光折射率高，抗氧化、热稳定性好及使用温度高等特点。
本发明的微晶玻璃陶瓷花岗岩的具体制造工艺及加工方法为，主要用淬粒法、烧结法来完成，制造微晶玻璃陶瓷花岗岩新型建筑材料，除必须具备良好的物理、化学性外，还应有色泽鲜艳及纹理，易于加工和经济实用，从尾矿资源特点和矿山企业资金投入及生产设施现实条件考虑，因此采用非均匀结晶法，CaO-Al2O3-2SiO2微晶玻璃系统的二次烧结法的生产工艺，选用的基础原料是特定霞石正长岩，其工艺流程为：基础原料—粉碎—配料—混料—熔制—水淬成粒料—装模—晶化—研磨—抛光—切裁—质检—包装—入库。实施本发明的原理是这样的，根据CaO-Al2O3-2SiO2三元素相图，按特定原料组分配成，在一定温度范围内，易于析出β-硅灰石微晶的玻璃，将熔化玻璃水淬成粒料后，装入特定成分的模具中由窑炉晶化，当温度升至玻璃粘度104～106泊时，在玻璃颗粒料周围变为SiO2-Al2O3-CaO体系玻璃，开始析晶，随着温度升高，析晶增多，晶体生长与晶相含量不断增加或析出新相(1μm左右)，析晶和颗粒软化粘度即同时进行，当温度再升高时，玻璃液流动性增加，表面摊平，此时形成了钙长石CaO、Al2O3·2SiO2玻璃相，然后降低温度，析晶随之全部完成，既成为制造的复合微晶玻璃陶瓷花岗岩，形成后的毛坯经加工后，具有花岗岩的硬度，陶瓷的韧性，玻璃的亮度，虽光亮如镜，却光而不滑等特性。
实施例1：
1)完成条件：利用硅碳棒电炉(炉温1700℃)，和260毫升容积粘土质耐火材料坩锅，耐火材料坩锅化学组成为％：SiO2·53；Al2O3·38；RO(K2O+NaO)·6；CaO+HgO+Fe2O3·3；溶化玻璃液，用瓷盆装入循环冷水，水淬玻璃成颗粒料，用耐火材料制成的模具装入玻璃水淬颗粒料，采用RJ-8-13型电阻炉烧结晶化(电阻炉温度经标准热电偶检测合格)。
2)制备工艺，其流程为，选用特定的霞石正长岩石粉+化工原料+配合料—计量—拌合—熔融—水淬粒料—装模—晶化—退火—毛坯—研磨—抛光—切裁。各组分的配比为(wt％)：
(CaO·Al2O3·2SiO2)40.72；SiO2 29
ZnO 4                       ；BaCO3 3.2
NaNO3 3                    ；CaCO3+NaCO3 20.07
AS2O3 0.1                 ；
3)晶化温度，第一阶段，制造水淬颗粒料，熔制温度一般在1500℃～1650℃，高温熔融3～5小时，熔制应保证获得高度均匀的玻璃液(无气泡、无生料)，再经过水冷却成为水淬颗粒料；第二阶段，板材制造，选用箱式电阻炉进行水淬颗粒料晶化，烧结温度1100℃～1250℃左右(料性不同所需晶化温度不同)水淬粒料从0℃升至820℃表面开始软化，至940℃表面明显软化，升至1250℃时产生晶核，晶相摊平，然后停电自然降温，(全程时间7小时左右)，取出毛坯；第三阶段，取出毛坯经过研磨—抛光—切裁，制成微晶玻璃陶瓷花岗岩产品。

Claims (2)

1.一种微晶玻璃陶瓷花岗岩，它是由下列原料按重量百分比组成：霞石正长岩35-40.72，硅石25-29.01，碳酸钡1-3.2，硝酸钠2-3，碳酸钙+碳酸钠20.07，氧化锌2-4.04，三氧化二砷0.1-0.4。
2.根据权利要求1所述微晶玻璃陶瓷花岗岩的制造方法，首先将霞石正长岩、硅石粉碎成60μm-150μm的粒状，将所述原料按重量百分比混合配制，然后将混合料放入工业池窑中，在1500℃-1650℃温度下熔融为玻璃液，冷却变为水淬颗粒料，筛选后装入模具放入窑炉中进行烧结，烧结为三个阶段，第一阶段为升温阶段，从0℃-860℃颗粒粘结，空隙逐渐消除，至970℃从界面开始析晶，使颗粒完全融为整体并充分析晶，第二阶段从1000℃-1220℃析晶完成，形成晶核、晶相分布均匀的材料，第三阶段开始降温，降至室温25℃-30℃，以上三个阶段在辊道窑中进行，运行速度为0.178米/分钟，整个运行周期为7小时，将毛坯研磨、抛光、切割、质检、包装、入库。
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