CN110903031A - 一种彩色熔融石英材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种彩色熔融石英材料的制备方法，将石英砂酸洗后干燥至恒重，然后过6‑8目筛，接着采用高磁磁选机进行磁选，除去石英砂里的含铁杂质，然后往磁选后的石英砂中加入色料，色料选自氧化铒、紫铜线、氧化铜、925银线、999银线、氧化钕或氧化镨中的任意一种，混合均匀后，装入电熔炉内，对电熔炉的石墨电极棒通电，熔炼8‑12h后，停止供电，冷却后破碎，即得。本发明通过往石英砂中添加金属或者稀土原料后进行熔炼，制得彩色熔融石英材料，改变了现有技术中熔融石英颜色单一的问题，拓展了熔融石英的应用，方法简单，制得的彩色熔融石英材料颜色鲜艳，色牢度高，适合用作水晶球、雕刻等人造水晶类产品,或者是彩色石英板材料。

Description

一种彩色熔融石英材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种彩色熔融石英材料的制备方法，属于石英加工技术领域。
背景技术
熔融石英,是氧化硅的非晶态,是以石英砂为原料经过高温熔融、冷却而成的非晶态SiO2产品。它是典型的玻璃,其原子结构长程无序,它通过三维结构交叉连接提供其高使用温度和低热膨胀系数。石英砂的颜色通常为乳白色、或无色半透明状，其高温熔融后制得的熔融石英为无色透明块状、颗粒或者白色粉末，因颜色单一，应用受到限制，目前主要用于耐火材料、陶瓷原料和玻璃原料。
现有技术中没有彩色熔融石英制备方法的介绍，但有制备彩色石英砂的介绍，例如，用树脂固化，在200℃左右的温度，将有机颜料色粉固化在石英砂表面，这种方法得到的石英砂色牢度不好，光照很容易褪色，同时，普通树脂的耐酸耐碱性也不好；还有一种方法：在1000℃的高温下将无机色料烧结在石英砂的表面，色料与石英石表层发生化学固相反应，生成金属硅酸盐之类的稳定物质，这种方法烧制出来的产品为玻璃，硬度和耐高温程度不够，应用依然受到限制。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种彩色熔融石英材料的制备方法，方法简单，制得的彩色熔融石英材料色牢度高、硬度高、耐高温性能好。
技术方案
一种彩色熔融石英材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将石英砂酸洗后干燥至恒重，然后过6-8目筛，得到粒径小于6-8目的石英砂；
(2)将粒径小于6-8目的石英砂采用高磁磁选机进行磁选，除去石英砂里的含铁杂质，得到磁选后的石英砂；
(3)往磁选后的石英砂中加入色料，混合均匀后，装入电熔炉内，对电熔炉的石墨电极棒通电，熔炼8-12h后，停止供电，冷却后破碎，得到彩色熔融石英。
步骤(3)中，所述色料选自氧化铒、紫铜线、氧化铜、925银线、999银线、氧化钕或氧化镨中的任意一种。
进一步，步骤(1)中，所述酸洗采用的酸液为氢氟酸与盐酸重量比为1:2的混合液，酸液的质量浓度为3-6％。
进一步，步骤(2)中，所述磁选的磁场强度为15000GS。
进一步，步骤(3)中，每3t磁选后的石英砂中加入色料0.1-8kg。
进一步，步骤(3)中，熔炼温度为1700℃。
本发明的有益效果：本发明通过往石英砂中添加金属或者稀土原料后进行熔炼，制得了彩色熔融石英材料，改变了现有技术中熔融石英颜色单一的问题，方法简单，制得的彩色熔融石英材料颜色鲜艳，色牢度高,硬度高，耐高温程度好，适合用作水晶球、雕刻等人造水晶类产品,或者是彩色石英板材料。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
制备红色透明的熔融石英材料，步骤如下：
(1)将石英砂酸洗(酸液为氢氟酸与盐酸重量比为1:2的混合液，酸液的质量浓度为5％)后干燥至恒重，然后过6-8目筛，得到粒径小于6-8目的石英砂；
(2)将粒径小于6-8目的石英砂采用高磁磁选机进行磁选(磁场强度为15000GS)，除去石英砂里的含铁杂质，得到磁选后的石英砂；
(3)往磁选后的石英砂中加入0.5mm长的紫铜线(每3t磁选后的石英砂中加入0.15kg 0.5mm长的紫铜线)，混合均匀后，装入电熔炉内，对电熔炉的石墨电极棒通电，电输入功率为500千瓦，熔炼12h后，停止供电，冷却后破碎，得到红色透明的熔融石英材料。
实施例2
制备粉色透明的熔融石英材料，步骤如下：
(1)将石英砂酸洗(酸液为氢氟酸与盐酸重量比为1:2的混合液，酸液的质量浓度为5％)后干燥至恒重，然后过6-8目筛，得到粒径小于6-8目的石英砂；
(2)将粒径小于6-8目的石英砂采用高磁磁选机进行磁选(磁场强度为15000GS)，除去石英砂里的含铁杂质，得到磁选后的石英砂；
(3)往磁选后的石英砂中加入氧化铒(每3t磁选后的石英砂中加入6kg氧化饵)，混合均匀后，装入电熔炉内，对电熔炉的石墨电极棒通电，电输入功率为500千瓦，1700℃熔炼10h后，停止供电，冷却后破碎，得到粉色透明的熔融石英材料。
实施例3
制备黄色透明的熔融石英材料，步骤如下：
(1)将石英砂酸洗(酸液为氢氟酸与盐酸重量比为1:2的混合液，酸液的质量浓度为5％)后干燥至恒重，然后过6-8目筛，得到粒径小于6-8目的石英砂；
(2)将粒径小于6-8目的石英砂采用高磁磁选机进行磁选(磁场强度为15000GS)，除去石英砂里的含铁杂质，得到磁选后的石英砂；
(3)往磁选后的石英砂中加入0.2mm长的925银线(每3t磁选后的石英砂中加入0.12kg 0.2mm长的925银线)，混合均匀后，装入电熔炉内，对电熔炉的石墨电极棒通电，电输入功率为500千瓦，1700℃熔炼8h后，停止供电，冷却后破碎，得到黄色透明的熔融石英材料。
实施例4
制备紫色透明的熔融石英材料，步骤如下：
(1)将石英砂酸洗(酸液为氢氟酸与盐酸重量比为1:2的混合液，酸液的质量浓度为5％)后干燥至恒重，然后过6-8目筛，得到粒径小于6-8目的石英砂；
(2)将粒径小于6-8目的石英砂采用高磁磁选机进行磁选(磁场强度为15000GS)，除去石英砂里的含铁杂质，得到磁选后的石英砂；
(3)往磁选后的石英砂中加入氧化钕(每3t磁选后的石英砂中加入7kg氧化钕)，混合均匀后，装入电熔炉内，对电熔炉的石墨电极棒通电，电输入功率为500千瓦，1700℃熔炼10h后，停止供电，冷却后破碎，得到紫色透明的熔融石英材料。
实施例5
制备蓝色透明的熔融石英材料，步骤如下：
(1)将石英砂酸洗(酸液为氢氟酸与盐酸重量比为1:2的混合液，酸液的质量浓度为5％)后干燥至恒重，然后过6-8目筛，得到粒径小于6-8目的石英砂；
(2)将粒径小于6-8目的石英砂采用高磁磁选机进行磁选(磁场强度为15000GS)，除去石英砂里的含铁杂质，得到磁选后的石英砂；
(3)往磁选后的石英砂中加入氧化镨(每3t磁选后的石英砂中加入2.5kg氧化镨)，混合均匀后，装入电熔炉内，对电熔炉的石墨电极棒通电，电输入功率为500千瓦，1700℃熔炼10h后，停止供电，冷却后破碎，得到蓝色透明的熔融石英材料。

Claims (5)

1.一种彩色熔融石英材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将石英砂酸洗后干燥至恒重，然后过6-8目筛，得到粒径小于6-8目的石英砂；
(2)将粒径小于6-8目的石英砂采用高磁磁选机进行磁选，除去石英砂里的含铁杂质，得到磁选后的石英砂；
(3)往磁选后的石英砂中加入色料，混合均匀后，装入电熔炉内，对电熔炉的石墨电极棒通电，熔炼8-12h后，停止供电，冷却后破碎，得到彩色熔融石英；
步骤(3)中，所述色料选自氧化铒、紫铜线、氧化铜、925银线、999银线、氧化钕或氧化镨中的任意一种。
2.如权利要求1所述彩色熔融石英材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述酸洗采用的酸液为氢氟酸与盐酸重量比为1:2的混合液，酸液的质量浓度为3-6％。
3.如权利要求1所述彩色熔融石英材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述磁选的磁场强度为15000GS。
4.如权利要求1所述彩色熔融石英材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，每3t磁选后的石英砂中加入色料0.1-8kg。
5.如权利要求1至4任一项所述彩色熔融石英材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，熔炼温度为1700℃。
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