CN108821599A - 一种以霞石尾矿为主要原料制备微晶玻璃的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种霞石尾矿为主要原料制备微晶玻璃的方法，包括如下步骤：步骤一、原料选择；步骤二、原料混合；步骤三、混合料的熔化；步骤四、压延成形；步骤五、退火；步骤六、晶化。本发明以霞石尾矿为主要原料制备的微晶玻璃，产品抗压强度500‑550MPa，抗弯强度80‑100MPa，可高效利用霞石尾矿制备高附加值的微晶玻璃。

Description

一种以霞石尾矿为主要原料制备微晶玻璃的方法
技术领域
本发明涉及一种微晶玻璃的制备方法，具体涉及一种以霞石尾矿为主要原料制备微晶玻璃的方法。
背景技术
微晶玻璃既有玻璃的基本性能，又具有陶瓷的多晶特征，集中了玻璃和陶瓷的特点，成为一类独特的新型材料。微晶玻璃以其机械强度高、硬度大、耐磨性能好、耐腐蚀性强，具有良好的化学稳定性和热稳定性，能适应恶劣的环境，近年来在国际上得到了快速的发展。
传统微晶玻璃生产多采用石英砂岩等矿物原料，所含的化学组分比较单一，因此所需添加的其它矿物原料种类多样复杂，造成生产不便。
随着工业的发展和自然资源的消耗，霞石尾矿的应用日益重要。只是在过去数十年间，世界主要工业国沿袭使用长石，长石的加工和利用工艺比较广泛而成熟，加之后来一些国家又相继对霞石尾矿的开发利用作了深入研究，使霞石尾矿的应用也得到推广。世界发达国家将霞石尾矿作为一种炼铝原料和碱金属矿产资源，因此加拿大、德国有丰富的钾盐和钠盐，但是这种方式对霞石尾矿的利用比较单一，而利用霞石尾矿制备微晶玻璃，可有效的利用矿物中的各种氧化物，生产高附加值的微晶玻璃产品。
霞石尾矿是一种细粒或斑状、甚至为无斑隐晶质的碱性火山岩或浅成岩，通过成分检测发现霞石尾矿的主要成分及其重量百分比含量为：SiO2(50-60％)、Al2O3(20-30％)、Na2O(10-15％)及Fe2O3(3-6％)等。而霞石尾矿中含有多种利于生产微晶玻璃所需的氧化物，因此可有效的解决原料种类多样化，同时能保证生产的稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够充分利用霞石尾矿，并以霞石尾矿为主要原料制备微晶玻璃的方法。
本发明是这样实现的：
霞石尾矿为主要原料制备微晶玻璃的方法，包括如下步骤：
步骤一、原料选择
选择如下重量百分比的原料：
原料名称 氟硅酸钠 霞石尾矿 石英砂 重钙
重量比例(％) 4.5-8 60-84 0.4-16.5 10-18.5
其中，以霞石尾矿为主要原料，氟硅酸钠(提供F)、霞石尾矿(提供Al2O3、Na2O、K2O、Fe2O3)、石英砂(提供SiO2)、重钙(CaO)，均可在周边采购，且化学成份较为稳定，生产成本较低。
步骤二、原料混合
将上述原料按比例称量好后送至混料机中混合，并加入占混合物总重量的3-5％的水，混合3-5分钟后，送至全电熔窑加料仓。
步骤三、混合料的熔化
(1)加料：采用自动加料机进行加料，通过红外线液面仪控制加料。
(2)混合料的熔化采用全电熔窑进行
全电熔窑分为主熔化池、流液洞、上升道、和料道几部份，混合料的熔化、澄清和均化时间8小时左右，均在主熔化池进行，澄清、均化好的玻璃经流液洞、上升道进入料道，温度控制在1300℃—1350℃，经料道降温后，进入压延机进行压延成形，成形温度1050℃—1150℃。
步骤四、压延成形
每条生产线采用两台玻璃压延机压延成形，板材厚度、宽度可根据生产要求进行调节，成形的玻璃带经传送辊道进入退火窑退火。
步骤五、退火
玻璃带进入退火窑温度为600—750℃，在600—700℃保温10—20分钟后，按3℃/分—5℃/分的速度降温至520—600℃,再按7℃/分—12℃/分的速度降温至300℃,再经过40—60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割工序。冷端切割工序按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后形成半成品退火板，经过渡辊台送至晶化窑晶化。
步骤六、晶化
检测合格的退火板进入晶化窑，经60—120分钟升温至650℃—750℃,在650℃—750℃保温60—90分钟核化，在经40—70分钟升温至900℃—950℃,在900℃—950℃保温60—120分钟晶化，经90—120分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程，成为晶化板。
更进一步的方案是：
步骤六得到晶化板之后，将检测合格的晶化板经全自动磨机进行打磨、抛光的表面加工，然后入库保存。
更进一步的方案是：
步骤三中，混合料的熔化温度1500℃-1550℃、澄清和均化温度1400—1450℃。
更进一步的方案是：
步骤一中，原料选择完成后，保证配方体系中化学成分满足下表的条件：
上述氧化物中Na2O、K2O及Fe2O3均由霞石尾矿提供。
本发明以霞石尾矿为主要原料制备的微晶玻璃，产品抗压强度500-550MPa，抗弯强度80-100MPa。
本发明还具有如下优点：
1、利用霞石尾矿为主要原料制备微晶玻璃，利用率达60-80％，可高效利用霞石尾矿制备高附加值的微晶玻璃。
2、利用霞石尾矿中所含的Fe2O3可制备黑色微晶玻璃，无需添加其它着色剂。
3、该发明所制备的微晶玻璃主晶相为霞石，次晶相为尖晶石，莫氏硬度最高可达8级，耐磨性能优良，可用作耐磨防腐材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
1、将下述原料准确称量，送入混料机混合(混合时间4分钟，加水26Kg.)。
原料名称 氟硅酸钠 霞石尾矿 石英砂 重钙
重量(kg) 25.2 433.5 10.2 57.9
其中，各种原料的主要成分重量百分比含量如下表所示：
化学成分 氟硅酸钠 霞石尾矿 石英砂 重钙
F 59.43 0.00 0.00 0.00
Al2O3 0.00 23.65 0.00 0.00
SiO2 31.28 53.38 99.12 0.00
CaO 0.00 1.91 0.00 54.77
2、将上述混合料送入全电熔窑熔化，熔化温度1550℃，熔化好的玻璃经澄清和均化后，通过流液洞、上升道进入料道，温度降至1350℃，再进入压延工作池，经压延机压延成形(成形温度1150℃)后进入退火窑。
3、压延后的玻璃板材退火窑进行退火，进窑温度为700℃，在650℃保温15分钟后，按3℃/分的速度降温至550℃,再按9℃/分的速度降温至300℃,再经过60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割线。冷端切割线按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后生成半成品(退火板)，经过渡辊台送至晶化窑晶化。
4、检测合格的退火板进入晶化窑，经120分钟升温至750℃,在750℃保温60分钟核化，在经60分钟升温至950℃,在950℃保温60分钟晶化，经120分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程。成为毛板(晶化板)，送至磨切车间精加工。
实施例二
1、将下述原料准确称量，送入混料机混合(混合时间4分钟，加水17Kg.)。
原料名称 氟硅酸钠 霞石尾矿 石英砂 重钙
重量(kg) 25.2 338.4 82.9 97.8
2、将上述混合料送入全电熔窑熔化，熔化温度1500℃，熔化好的玻璃经澄清和均化后，通过流液洞、上升道进入料道，温度降至1300℃，再进入压延工作池，经压延机压延成形(成形温度1050℃)后进入退火窑。
3、压延后的玻璃板材退火窑进行退火，进窑温度为650℃，在650℃保温15分钟后，按3℃/分的速度降温至580℃,再按9℃/分的速度降温至300℃,再经过60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割线。冷端切割线按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后生成半成品(退火板)，经过渡辊台送至晶化窑晶化。
4、检测合格的退火板进入晶化窑，经60分钟升温至650℃,在650℃保温60分钟核化，在经40分钟升温至900℃,在900℃保温60分钟晶化，经100分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程。成为毛板(晶化板)，送至磨切车间精加工。
实施例一成份检测
实施例二成份检测
上述成分实际检测结果中，部分实测值与本发明的设定值有一定的误差，且实测值会由于测定误差导致各主要成分的加和在100％左右，这些误差属于正常范围。
制备得到的微晶玻璃的主要性能指标如下：
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (4)

1.霞石尾矿为主要原料制备微晶玻璃的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、原料选择
选择如下重量百分比的原料：
原料名称 氟硅酸钠 霞石尾矿 石英砂 重钙 重量比例(％) 4.5-8 60-84 0.4-16.5 10-18.5
步骤二、原料混合
将上述原料按比例称量好后送至混料机中混合，并加入占混合物总重量的3-5％的水，混合3-5分钟后，送至全电熔窑加料仓；
步骤三、混合料的熔化
(1)加料：采用自动加料机进行加料，通过红外线液面仪控制加料；
(2)混合料的熔化采用全电熔窑进行
全电熔窑分为主熔化池、流液洞、上升道、和料道几部份，混合料的熔化、澄清和均化时间8小时左右，均在主熔化池进行，澄清、均化好的玻璃经流液洞、上升道进入料道，温度控制在1300℃—1350℃，经料道降温后，进入压延机进行压延成形，成形温度1050℃—1150℃；
步骤四、压延成形
每条生产线采用两台玻璃压延机压延成形，板材厚度、宽度可根据生产要求进行调节，成形的玻璃带经传送辊道进入退火窑退火；
步骤五、退火
玻璃带进入退火窑温度为600—750℃，在600—700℃保温10—20分钟后，按3℃/分—5℃/分的速度降温至520—600℃,再按7℃/分—12℃/分的速度降温至300℃,再经过40—60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割工序；冷端切割工序按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后形成半成品退火板，经过渡辊台送至晶化窑晶化；
步骤六、晶化
检测合格的退火板进入晶化窑，经60—120分钟升温至650℃—750℃,在650℃—750℃保温60—90分钟核化，在经40—70分钟升温至900℃—950℃,在900℃—950℃保温60—120分钟晶化，经90—120分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程，成为晶化板。
2.根据权利要求1所述霞石尾矿为主要原料制备微晶玻璃的方法，其特征在于：
步骤六得到晶化板之后，将检测合格的晶化板经全自动磨机进行打磨、抛光的表面加工，然后入库保存。
3.根据权利要求1所述霞石尾矿为主要原料制备微晶玻璃的方法，其特征在于：步骤三中，混合料的熔化温度1500℃-1550℃、澄清和均化温度1400—1450℃。
4.根据权利要求1所述霞石尾矿为主要原料制备微晶玻璃的方法，其特征在于：步骤一中，原料选择完成后，保证配方体系中化学成分满足下表的条件：
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