[发明专利]金属尾矿建筑微晶玻璃及其一次烧结制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑微晶玻璃，特别是涉及一种以工业废渣金属尾矿作为主要原料制备的高性能建筑微晶玻璃及其制备方法，既属于金属尾矿利用的技术，同时也属于一种性能优异的建筑装饰材料，主要用于建筑中的地面、内外墙装饰、内外隔墙和砌块等，是天然石材的替代品。

背景技术

目前，一般用于建材领域的微晶玻璃的制备大都采用水淬烧结法(二次烧结法)，原料基本以玻璃纯原料为主，晶核剂全部外掺，析出的主晶相为β-硅灰石，这种制备方法需经高温熔制(1600℃左右)制备水淬玻璃颗粒过程，能耗高，产品成本高，且产品机械强度、耐腐蚀性较差，这也是微晶玻璃研究和生产领域中仍存在的突出问题之一。为此，许多研究者开展了其他途径制备建筑微晶玻璃的研究。从原材料上看，开始由采用玻璃纯原料向以工业废渣为主要原料方向发展；从工艺上看，正在由传统的水淬烧结法向低温制备工艺方向发展。在以工业废渣作为主要原料制备建筑微晶玻璃的研究方面，大量的研究是集中在尾矿、粉煤灰、煤矸石和矿渣等几种工业废渣，但不管采用何种工业废渣，从析出的主晶相来看，仍然是β-硅灰石，析晶温度偏高，产品成本偏高。

与传统水淬烧结法相比，采用溶胶-凝胶工艺制备建筑微晶玻璃的优点在于：可在较低的温度下制备高强度与高纯度的材料，且可扩大组成范围。但该方法存在的一个最大问题，也是现在仍未解决的问题，即由溶胶制备块状凝胶困难，特别是开裂问题尚未解决。因此，溶胶-凝胶法制备建筑微晶玻璃的技术尚未成熟，尚未实现工业化生产。由此可见，能否以工业废渣取代玻璃纯原料，对传统的已实现工业化生产多年的水淬烧结法进行改进，特别是解决熔制温度高，能耗大的问题，以进一步降低产品成本，增加市场竞争力，扩大生产规模是最现实可行的途径，同时也是实现经济效益、社会效益和环境效益最显著的有效途径。

发明内容

本发明的目的在于解决目前水淬烧结法制备建筑微晶玻璃中普遍存在的熔制温度高，能耗大，产品成本高等技术问题，通过研究改进，给出一种全新方法生产出的高性能建筑微晶玻璃，该种建筑微晶玻璃是以金属尾矿作为主要原料，采用复合晶核剂(部分晶核剂取自主料)，析出的主晶相为透辉石，可使制备温度从1600℃左右降至1250～1300℃，且制品的晶化率高，产品具有高的机械强度、优良的耐磨性、耐腐蚀性和抗风化性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

金属尾矿建筑微晶玻璃，其基础玻璃组成按质量分数计，包括：SiO₂ 50～60％；Al₂O₃ 4～11％；CaO 10～13％；  MgO 3～9％；FeO+Fe₂O₃ 4～13％；K₂O+Na₂O 3～8％；BaO1～2％；ZnO 0.5～1.5％；以TiO₂和Cr₂O₃作晶核剂，TiO₂含量为2～4％，Cr₂O₃含量为1～2％；以萤石作为助熔剂，加入量占配合料总量的2～4％。

如上所述的金属尾矿建筑微晶玻璃，该金属尾矿建筑微晶玻璃的原料组成按质量分数为：铁尾矿57～63％；白云石8～11％；石灰石11～14％；高岭土5～8％；K₂SO₄ 1～3％；K₂CrO₄ 3～6％；Na₂CO₃2～4％；BaSO₄2～3％；ZnO 0.5～1.0％；CaF₂ 0.8～2.0％；TiO₂ 2～4％。

如上所述的金属尾矿建筑微晶玻璃，该金属尾矿建筑微晶玻璃的原料组成按质量分数为：金尾矿57～62％；白云石7～10％；石灰石10～15％；长石3～5％；K₂SO₄ 1～3％；K₂CrO₄ 1.5～4％；Na₂CO₃2～4％；BaSO₄2～3％；ZnO 0.5～1.0％；CaF₂ 2.0～4.0％；TiO₂ 2～4％；Fe₂O₃2～4％。

如上所述的金属尾矿建筑微晶玻璃一次烧结制备方法，其特征在于铁尾矿建筑微晶玻璃的工艺过程为：