CN1126721C

CN1126721C - 微晶玻璃装饰砖的制备方法

Info

Publication number: CN1126721C
Application number: CN98117458A
Authority: CN
Inventors: 宋守志; 邢军; 童粤明; 吕荣; 王玉玮; 徐小荷; 孟宪红
Original assignee: DRILL TOOL DEVELOPMENT AND RESEARCH CENTER DONGBEI UNIV
Current assignee: DRILL TOOL DEVELOPMENT AND RESEARCH CENTER DONGBEI UNIV
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1998-09-02
Publication date: 2003-11-05
Anticipated expiration: 2018-09-02
Also published as: CN1246454A

Abstract

本发明是一种微晶玻璃装饰砖的制备方法及其产品，其特点是利用粉煤灰、钒钛铁尾矿、铁尾石、金红石、铬渣、高炉渣、铜矿尾渣、黄金尾矿等工业废渣为原料，通过熔融、浇铸成型、核化、晶化等步骤制得主晶相为β-CaSiO₃、CA(Mg.Fe)Si₂O₆、CaO.Al₂O₃.2SiO₂、Ca.Mg.2SiO₂、2MgO、2Al₂O₃.5SiO₂的微晶玻璃装饰砖。本发明方法制得的装饰砖原料来源广泛，产品质量优越、成本低廉，更为重要的是充分利用工业废渣二次资源，减少环境污染，具有重要的社会效益和经济效益。

Description

微晶玻璃装饰砖的制备方法

本发明属于建筑装饰材料领域，更确切地说，是一种以废渣原料制取微晶玻璃装饰砖及其制备方法。

建筑材料的发展目新月异，大到各种大型建筑，小到民宅，越来越离不开装饰材料。人类应用最早的装饰材料是天然石材，常用的品种有花岗岩、大理石等；建筑装饰陶瓷素有优良装饰材料之赞誉，其应用广泛性以陶瓷墙地砖为最(吴慧惠等主编《建筑材料》，湖南科学技术出版社，1995年8月，P184)。虽然上述两种占主导地位的传统装饰材料颇具优点，但显现的弱点是：抗折强度低，抗水蚀能力差，易产生原生或次生裂纹，引起开裂、起层剥落；在耐久性方面，由于晶粒粗大，抗风化能力不高，致使表面颜色，光泽蜕变(哈尔滨工业大学等编著《建筑装饰材料》，中国建筑工业出版社，1998年1月；郑明星主编，《工程材料》第二版，清化大学出版社，1991年9月P248-267)。

鉴于此，新型建筑装饰材料家族中，微晶玻璃装饰砖引人注目。微晶玻璃与普通玻璃的区别在于它是一种可控制析晶的晶态固体材料，与陶瓷的区别在于它的晶体颗粒细小，微晶体数量多(邱关明等编著，《玻璃形成学》，兵器工业出版社，1981年11月，P370)。现有的废渣微晶玻璃，其形成基础玻璃结构的主要原料，基本上取自冶金矿渣、粉煤灰、尾矿，间或还引入纯矿物产品，以调剂其化学组分的不足；而起助溶、澄清作用的辅助原料及确保其特性的晶核剂，则选择矿物产品或化工试剂，因此尚有对环保资源开发利用不完善的一面(潘守芹编著，《新型玻璃》，同济大学出版社，1992年5月P386、P54-126)。

本发明的目的是提供一种全部原料均用于工业废渣的各种类型的微晶玻璃装饰砖及其制备方法。

本发明的主要技术方案：将两种或两种以上的工业废渣为原料进行熔、浇铸成型、核化、晶化等步骤制得包括主晶相为β-CaSiO₃、CA(Mg.Fe)Si₂O₆、Cao.AL₂O₃.2SiO₂、CaO.MgO.2SiO₂、2MgO.2AL₂O₃.5SiO₂的微晶玻璃装饰砖。

本发明的具体制备方法，其过程包括以下步骤：

(1)将原料加到池窑或电炉中，加热至1400-1600℃，熔融后澄清并在1300-1350℃下保温：

(2)在0.01-0.5Mpa下浇铸到预热至600-800℃的模中成型，再经600-700℃退火；

(3)在680-780℃下核化1-2小时后，经850-980℃晶化6-2小时；

(4)经脱模、磨削、抛光即得到包括硅灰石、钙铁辉石、钙长石、透辉石、堇青石在内的微晶玻璃装饰砖。

上述步骤可在第(2)步退火后脱模再核化、晶化、磨削、抛光。

本发明所用的原料选自粉煤灰、煤矸石、钒钛磁铁尾矿、铁尾矿、金红石、铬渣、高炉渣、霞石正长岩、铜矿尾矿、黄金尾矿、硼镁尾矿、煤系粘土、白云石、菱镁矿尾矿、长石和砂岩中的两种或两种以上混合物，所有的原料粉碎成粒径为0.154-0.074mm。

本发明还根据所需要的色彩可与原料一同加入着色剂。

所述的粉煤灰包括褐煤、瘦煤和烟煤的粉煤灰。

所述的高炉渣包括钒钛、稀土和普通的高炉渣。

所述的煤系粘土包括褐煤、烟煤和无烟煤的煤系粘土。

所述的铁矿尾矿包括磁铁矿、红铁矿、菱铁矿和铬铁矿的尾矿。

所述的硅灰石微晶玻璃装饰砖主晶相为β-Casio₃(用电子衍射分析(SED)技术测定制品主晶相，以下同)，其化学组分(重量百分数)：Sio₂50-55％、(Feo+Fe₂o₃7-13％)、Al₂O₃10-12％、Cao10-20％、Mgo3-6％、Tio₂2-8％、Zno1-3％、(Na₂o+K₂o)4-6％。制备该微晶玻璃装饰砖所用的原料可采用粉煤灰、钒钛铁尾矿、霞石正长岩、其重量配比分别为30-60％、40-50％、10-20％，还可以采用煤矸石、钒钛磁铁尾矿、金红石，其重量百分数分别为35-45％、45-50％、10-15％。

所述的钙铁辉石微晶玻璃装饰砖，其主晶相为Ca(Mg.Fe)，Si₂o₆，其化学组成含量(重量百分数)为Sio₂44-55％、(Feo+Fe₂o₃)8-15％、Al₂o₃9-19％、Cao15-28％Mgo5-8％、Mno0.1-0.5％、Tio₂3-9％、Cr₂o₃0.2-1.5％，制备该微晶玻璃装饰砖的原料(重量百分数)：高炉渣40-50％、铁尾矿35-45％、铬渣10-15％，或是钒钛铁尾矿40-50％、粉煤灰30-40％、铬渣10-20％。

所述的钙长石微晶玻璃装饰砖主晶相为Cao.Al₂o₃.2Sio₂，其组成含量(重量百分数)：Sio₂44-58％、(Feo+Fe₂o₃)10-25％、Al₂O₃8-12％、Cao20-35％、Mgo0.5-5％、Tio₂0.4-0.8％、Pbo0.01-0.1％、Cr₂O₃0.1-0.2％、Cu0.02-0.05％、Zn0.21-0.36％，制备该微晶玻璃装饰砖用的原料(重量百分数)：铜矿尾矿45-50％、钒钛铁尾矿50-55％或是铜矿尾矿80-90％、金红石10-20％。

所述的透辉石，微晶玻璃装饰砖，其主晶相为Cao.Mgo.2Sio₂，其组成含量(重量百分数)：Sio₂50-58％、(Feo+Fe₂o₃)4-8％、Al₂o₃5-9％、Cao8-18％、Mgo1.5-10％、(Na₂o+K₂o)3-l2％、B₂O₃0.4-0.8％、Cr₂o₃1-5％、Tio₂4-12％。制备该微晶玻璃装饰砖用的原料及含量(重量百分数)：铁尾矿35-45％、煤系粘土18-25％、白云石20-25％、长石10-15％、铬渣4-9％，或黄金尾矿30-40％、硼镁尾矿20-30％、煤系粘土15-25％、金红石5-10％、铬渣5-8％。

所述的堇青石微晶玻璃装饰砖，其主晶相为2Mgo.2Al₂o₃.5Sio₂，其组成含量(重量百分数)：Sio₂50-60％、(Feo+Fe₂O₃)0.5-1％、Al₂o₃15-23％、Cao0.1-0.3％、Mgo10-20％、Tio₂5-10％。制备该微晶玻璃装饰砖所有的原料及含量(重量百分数)：砂岩30-40％、菱镁矿尾矿35-45％、煤系粘土20-30％、金红石5-10％、或铁尾矿30-40％、菱镁矿尾矿20-35％、煤系粘土30-40％、金红石5-10％。

本发明的主要优点：

本发明由于依据微晶玻璃形成原理，使构成微晶玻璃基础性能的主要原料，包括降低玻璃熔融粘度和澄清作用的辅助原料以及晶核剂在内的全部原料组分均源于工业固体废渣，这样既充分利用了二次资源，又减少了环境污染，因此，按本发明的方法制得的各种微晶玻璃装饰砖，不仅原料来源广泛，制备方法简单，而且产品质量优越，成本低廉，将是一种很有推广应用价值的技术。

下面用实例进一步阐述本发明的特点：

实例1-实例10

实例1-实例10为制备主晶相为β-CaSiO₃、Ca(Mg.Fe)Si₂O₆、Cao.Al₂O₃.2SiO₂、CaO.MgO.2SiO₂、2MgO.2Al₂O₃.5SiO₂的废渣微晶玻璃装饰砖。所有的原料配比见表1；制备工艺条件及化学组成见表2；本发明的装饰砖性能见表3，并与已知传统的花岗石、陶瓷的装饰砖进行比较。

由表3的数据可知，本发明的废渣微晶玻璃装饰砖的机械性能和物化性能均比传统的花岗石、陶瓷的装饰砖优越。表1表2

表3

Claims

1.一种微晶玻璃装饰砖的制备方法，其特征在于制备过程包括以下步骤：

(1)将粉碎废渣原料加到池窑或电炉中，加热至1400-1600℃，使其熔融后澄清，在1300-1350℃下保温；

(3)在680-780℃下核化1-2小时，再经850-980℃晶化1-2小时；

(4)脱模、磨削、抛光即得到包括硅灰石、钙铁辉石、钙长石、透辉石、堇青石微晶玻璃装饰砖。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于由下述百分量的废渣原料制得硅灰微晶玻璃装饰砖：粉煤灰30～40％、钒钛磁铁尾矿40～50％、霞石正长岩10～20％或钒钛磁铁尾矿35～45％、煤矸石40～50％、金红石10～15％，制得的主晶相为β-CaSiO₃的硅灰石微晶玻璃装饰砖的化学组成含量(重％)：SiO₂50～55％、(FeO+Fe₂O₃)7-13％、Al₂O₃10-12％、CaO10-20％、MgO3-6％、TiO₂2-8％、ZnO1-3％、(Na₂O+K₂O)4-6％。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于由下述重量百分量的废渣原料制得钙铁辉石微晶玻璃装饰砖：高炉渣40-50％、铁尾矿35-45％、铬渣10-15％、磁铁尾矿40-50％、粉煤灰30-40％、铬渣10-20％，制得的主晶相为Ca(Mg.Fe)Si₂O₆的钙铁辉石微晶玻璃装饰砖的化学组成含量(重％)：SiO₂44-55％、(FeO+Fe₂O₃)8-15％、Al₂O₃9-19％、CaO15-28％、MgO5-8％、MnO0.1-0.5％、TiO₂3-9％、Cr₂O₃0.1-1.5％。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于由下述重量百分含量的废渣原料制得钙长石微晶玻璃装饰砖：铜矿尾砂45-50％、钒钛磁铁尾矿50-55％或铜矿尾矿80-90％、金红石10-20％，制得的主晶相为CaO·Al₂O₃·2SiO₂的钙长石微晶玻璃装饰砖的，化学组成含量(重％)：SiO₂44-58％、(FeO+Fe₂O₃)10-25％、Al₂O₃8-12％、CaO20-35％、MgO0.5-5％、TiO₂0.4-0.8％、Pb0.01-0.1％、Cr₂O₃0.1-0.2％、Cu0.02-0.05％、Zn0.21-0.36％。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于由下述重量百分含量的废渣原料制得透辉石微晶玻璃装饰砖：铁尾矿35-45％、煤系粘土18-25％、白云石20-25％、长石10-15％、铬渣4-9％，或黄金尾矿30-40％、硼镁尾矿20-30％、煤系粘土15-25％、金红石5-10％、铬渣5-8％，制得的主晶相为CaO·MgO·2SiO₂的透辉石微晶玻璃装饰砖的化学组成含量(重％)：SiO₂50-58％、(FeO+Fe₂O₃)4-8％、Al₂O₃5-9％、CaO8-18％、MgO1.5-10％、(Na₂K₂O)3-12％、B₂O₃0.4-0.8％、Cr₂O₃1-5％、TiO₂4-12％。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于由下述重量百分含量的废渣原料制得堇青石型的微晶玻璃装饰砖：砂岩30-40％、菱镁矿尾矿35-45％、煤系粘土20-30％、金红石5-10％，或铁尾矿30-40％、菱镁矿尾矿20-35％、煤系粘土30-40％、金红石5-10％，制得的主晶相为2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂的堇青石型的微晶玻璃装饰砖的化学组成含量SiO₂50-60％、(FeO+Fe₂O₃)0.5-1％、Al₂O₃15-23％、CaO0.1-0.3％、MgO10-20％、TiO₂5-10％。30-40％、菱镁矿尾矿35-45％、煤系粘土20-30％、金红石5-10％，或铁尾矿30-40％、菱镁矿尾矿20-35％、煤系粘土30-40％、金红石5-10％，制得的主晶相为2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂的堇青崐石型的微晶玻璃装饰砖的化学组成含量SiO₂50-60％、(FeO+Fe₂O₃)0.5-1％、Al₂O₃15-23％、CaO0.1-0.3％、MgO10-20％、TiO₂5-10％。