CN1117029A - 用黄金尾矿生产微晶玻璃制品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以黄金尾矿为主要原料生产微晶玻璃制品的方法,配料的化学组成符合CaO-Al2O3-SiO2三元系统相图的要求,工艺过程依次包括以下步骤:原料筛选、配料、高温熔化、成型、脱模、核化和晶化处理、冷却、后处理等。采用该方法,一方面可以利用废渣、变废为宝、治理环境,另一方面,可以生产高强度的各类微晶玻璃制品,如装饰板材、轴承、阀门、餐具等。

Description

用黄金尾矿生产微晶玻璃制品的方法
本发明涉及尾矿渣再利用领域,具体地说涉及一种用黄金尾矿生产微晶玻璃制品的方法。
随着工矿企业的迅速发展,工业矿渣、废渣的种类和积蓄量逐年增加,占用了耕地,污染了环境,人们已朝着这个方向努力,在废渣利用、治理环境方面取得了很大进展。
一专利申请文件,申请号为85100521,名称为“粉煤灰废渣微晶玻璃”的发明创造报道了粉煤灰的利用情况;另一专利申请文件,申请号为91106992.5,名称为“磷尾矿渣制微晶玻璃大理石的方法”的发明创造报道了磷尾矿渣的利用情况。近年来,淘金工业的规模越来越大,黄金尾矿的堆积已引起了人们的关注,急需人们开发研究对黄金尾矿的再次利用。
本发明的目的是提供一种对黄金尾矿的再次利用的方法,具体地提供一种用黄金尾矿生产微晶玻璃制品的方法。
本发明的目的通过以下方案来实现:
用黄金尾矿生产微晶玻璃制品的方法,依次经过如下步骤:原料筛选、配料、升温至1400~1500℃保温3~6h熔化、成型、脱模,在700~800℃保温1~3h进行核化处理,再在800~9O0℃保温1~3h进行晶化处理,最后冷却,其特征在于原料配料的重量百分组成为:黄金尾矿55~70工业石灰石15~36工业硼酸0~15工业氧化锌0~10工业氟化钙0~4工业硫酸钡0~14工业氧化铬0~5工业二氧化锰0~5工业氧化铜0~6工业氧化铁0~6工业无水芒硝0~5,使配料的化学组成落在CaO—Al2O3—SiO2系统相图中,其重量百分比为:SiO2 45~65 CaO 10~25 MgO 0~5 Al2O3 10~25 Fe2O3 1~20 R2O 1~10 Cr2O3 0~5 TiO2 0~10 ZnO 0~10 MnO2 0~5CuO 0~6 B2O3 0~4 BaO 0~7 F-0~2
上述所用黄金尾矿的化学组成重量百分比为:SiO2 70.42~82.55Al2O3 9.84~14.O8 Fe2O3 1.23~2.00 MgO 0.154~0.45CaO 0.76~1.36 R2O 1.23~8.08 TiO2 0.07~0.20 IL 1.5~12其矿物组成为:石英30~65.24钾长石14.36~29.5钠长石12.4~30.5绢云母3.2~5.2褐铁矿2.7~2.9其它1.9~2.1
用黄金尾矿生产微晶玻璃制品的工艺流程如下:
原料筛选后,按配方组成计量配料,其中,呈色原料成分,如Cr2O3、Fe2O3、MnO2、CuO等,按需要选择加入;配好料后,搅拌均匀,投入玻璃熔窑中熔化,熔化温度控制在1400~1500℃,最佳为1450℃,保温3~6h,最佳为4h,得到熔化好的澄清的玻璃液。将此玻璃液按不同的要求采用不同的成型方法成型,如浇铸法、拉延法、模压法、离心法等,稍冷却后脱模,在500℃温度左右时送入晶化窑进行处理,首先,以5℃/mm的升温速度升至700~800℃进行核化,最佳核化温度为750℃,并保温1~3h;继续以5℃/mm升温速度升至800~900℃进行晶化,最佳晶化温度为850℃,并保温1~3h,然后冷却得微晶玻璃制品。根据不同制品的不同要求,可对制品进行常规后处理,如研磨、抛光等。
为了使制品产生不同的艺术效果,在生产中可以增加水淬工序,如将高温熔液进行水淬处理,研磨粉碎至粒径小于1mm,再按不同要求配料,比如说黑的水淬料与白的水淬料以7∶3比例适当混合(所渭适当混合是指不要求完全混合均匀,以便能在所得产品中呈现出黑点和白点),搅拌后放入模具中,在900~1150℃熔融烧结,冷却后得所需制品,仍以上述比例的配合料为例,所得制品为黑点、白点随机排列图案的微晶玻璃制品。
本发明的目的还可以通过下述方案来实现:
在原料筛选时,将粒径小于0.076mm的细粒泥质部分除去。因为这部分细粒泥质料对原料的干燥、配合料的高温熔化液的澄清状态以及成分的稳定性有不良影响。
在除去这部分细料时,根据不同的情况采取不同的措施,现介绍两种方法。第一种,对新出矿的矿渣用高频筛处理,频率高达2000~5000次/分,细料泥质部分将通过筛网而除去,筛上部分存放备用。第二种,对长期积蓄的矿渣的处理,因为这部分矿渣中的泥质部分已结为泥团,不易采用第一种方法处理,可以用孔径不小于5mm的振动筛处理,视具体情况可进行一次或多次,将筛上的泥团除去,筛下部分存放备用。
本发明的目的还可以通过下述方案来实现:
在成型工序中添加纤维材料,如氧化铝纤维、硅酸铝纤维、氮化硼纤维、碳纤维等,加入状态可以是粉状的,也可以是纤维织物状的,加入量为玻璃制品总重量的3~5%。加入碳纤维时,采用还原气氛进行处理,以防碳的氧化。
原料经熔化成型后脱膜,制品在700~800℃核化处理和800~900℃晶化处理时,制品还会出现液相而软化变形。在成型时加入三氧化铝纤维等,增加制品的结构强度,减少制品在核化、晶化处理时的变形,同时,提高了制品的成品率,改变了制品的物理性能。经测试,同规格的微晶玻璃制品与同类产品如大理石和花岗石的性能对比见表1:
微晶玻璃制品、大理石、花岗石性能对比表    表1
性能指标    微晶玻璃制品     大理石     花岗石
密度(g/cm3)        2.7     2.6~2.8    2.6~2.8
抗压强度(MPa)      250~400      60~300    100~300
抗折强度(MPa)       25~50       7~20    15~40
莫氏强度         6       3~5    5.5~7
制造过程中,采用不同的配料,使用不同的成型模具,采用不同的复合方式(如整体、局部等)增强,即可制得不同用途的微晶玻璃制品,如各类装饰板材、轴承、阀门、餐具等。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
(1)提供了一种黄金尾矿再次利用的方法,变废为宝,治理环境,并为微晶玻璃的生产开拓了一种新原料,具有重大的经济效益。和社会效益。
(2)黄金尾矿中含有大量稀有元素,如金、铜、钒等,它们的氧化物是良好的核化剂,所以,在生产中无需再添加核化剂,工序简化。
(3)原料筛选中除去了微细颗粒,改善了高温熔化液的状态,消除了其不良作用,提高了制品的质量。
(4)在成型过程中添加了增强纤维,减少或克服了制品在核化处理和晶化处理时的变形,提高了生产的成品率,增强了制品强度。
实施例1:
使用山东招远市河东金矿的尾矿,其化学组成为(wt%)
SiO2 70.42 Al2O3 14.08 CaO 0.76 MgO 0.45 Fe2O3 2.00TiO2 0.15 R2O 1.23 IL 10.91
其矿物组成为(wt%)
石英  钾长石  钠长石  绢云母  褐铁矿  其它
  30    29.5    30.5    5.2    2.8     2.0
经高频筛除去粒径小于0.076mm的细粒泥质部分后配料,配料百分比为(wt%):黄金尾矿66.7工业石灰石19.24工业硼酸2.67工业氧化锌4.67工业氟化钙2.67工业硫酸钡4.07,配合料的化学组成为(wt%):SiO2 54.93 Al2O3 13.2 Fe2O3 1.48 CaO 13.07MgO 0.35 R2O 6.66 TiO2 0.117 ZnO 5.46 BaO 3.12 B2O30.78 F-0.79
按上述配合料组成,准确称量配料,搅拌均匀,投入坩埚窑中,在1400~1500温度下保温4h,将澄清的玻璃液浇铸在305×305×25mm的钢模中(钢模预热至300℃),达到要求厚度的一半(一般为7.5mm)时,即可铺加一层三氧化铝纤维,立即再浇铸一层玻璃液至要求厚度(一般为15mm)。待板材呈暗红色后,即可脱模送至电炉进行核化、晶化处理。以5℃/mm速度升温至750℃,保温2.5h,再以5℃/mm速度升温至900℃保温1h,冷却后经研磨抛光可制得白色微晶玻璃板材。
实施例2:
黄金尾矿的来源及组成同实施例1
配合料的原料配料比为(wt%):黄金尾矿62工业石灰石33.2工业氧化铬2.48工业氟化钙2.48配合料的化学组成为(wt%):SiO2 55.71 Al2O3 10.47 CaO 23.73 MgO 0.33 Fe2O3 1.27R2O 5.01 Cr2O3 3.01 F-0.47
按配合料组成准确称量配料,搅拌均匀,投入坩埚中,在1400~1500℃温度下熔化,在1350℃熔至为均匀澄清玻璃液,投加A2O3纤维粉末,加入量为总重量的4%,搅拌均匀,用离心法成型,制成盘类、碗类,以下处理方法同实施例1,最后制得草绿色餐具。
实施例3:
使用三岛金矿的尾矿,其化学组成为(wt%):
SiO2 82.55 Al2O3 9.84 Fe2O3 1.48 MgO 0.54 CaO1.36 R2O 2.34 TiO2 0.10 IL 1.79
其矿物组成为(wt%)
石英     钾长石   钠长石 绢云母 褐铁矿  其它
65.24    14.36    12.4    3.2    2.8    2.0
配合料的原料配比为(wt%):黄金尾矿58.97工业石灰石31.58工业氧化铁4.72 工业氟化钙2.36 工业无水芒硝2.36,配合料的化学组成为(wt%):SiO2 60.15 Al2O3 12.36 CaO 16.35 MgO 0.44Fe2O3 5.23 R2O 4.89 F-0.58
采用实施例1的工艺,高温时控制为中性气氛,最后得黑色微晶玻璃板材。

Claims (5)

1、一种用黄金尾矿生产微晶玻璃制品的方法,依次经过如下步骤:原料筛选、配料、1400~1500℃保温3~6h熔化、成型、脱模、在700~800℃保温1~3h进行核化处理、再在800~900℃保温1~3h进行晶化处理,最后冷却,其特征在于原料配料的重量百分比为:黄金尾矿55~70工业石灰石15~36工业硼酸0~15工业氧化锌0~10工业氟化钙0~4工业硫酸钡0~14工业氧化铬0~5工业二氧化锰0~5工业氧化铜0~6工业氧化铁0~6工业无水芒硝0~5,使配料的化学组成落在CaO—Al2O3—SiO2系统相图中,其重量百分比为SiO2 45~65 CaO 10~25MgO0~5 Al2O3 l0~25Fe2O3 1~20 R2O 1~10 Cr2O30~5 TiO20~10 ZnO0~10MnO2 0~5 CuO 0~6 B2O30~4 BaO0~7 F-0~2。
2、根据权利要求1所述的用黄金尾矿生产微晶玻璃制品的方法,其特征在于黄金尾矿的化学组成重量百分比为:SiO2 70.42~82.55Al2O3 9.84~14.08 Fe2O3 1.23~2.00 MgO0.154~0.45CaO 0.76~1.36 R2O 1.23~8.08 TiO2 0.07~0.20 IL 1.5~12
3、根据权利要求1所述的用黄金尾矿生产微晶玻璃制品的方法,其特征在于在原料筛选时,将粒径小于0.076mm的细粒泥质部分除去。
4、根据权利要求1或2或3所述的用黄金尾矿生产微晶玻璃制品的方法,其特征在于在成型工序中添加耐火纤维。
5、根据权利要求4所述的用黄金尾矿生产微晶玻璃制品的方法,其特征在于成型工序中添加的耐火纤维可以是氧化铝纤维或硅酸铝纤维或氮化硼纤维或碳纤维。
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C10 Entry into substantive examination
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C01 Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication