[发明专利]硼泥粉煤灰制备玻璃陶瓷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无机非金属材料中微晶玻璃的制备领域，特别涉及一种 以硼泥粉煤灰制备玻璃陶瓷的方法。

背景技术

中国硼矿资源比较丰富。全国14个省(区)有硼矿产出。探明储量的 矿区有63处，总保有储量4670万吨，居世界第5位。硼镁矿矿石与加 工品产量巨大。为提高其产品的附加值，同时解决其副产品，如硼泥等 造成的环境污染、占用耕地等问题，研制开发硼镁相关的深加工产品和 科学利用其副产品的经济及社会意义都十分重大。我国学者在相应领域 已经开展了大量的工作，如目前已有十几种以上硼泥为原料的高新技术 项目进入开发或产业化生产阶段，包括用作污水处理中的中和剂、提取 氧化镁、阻然用氢氧化镁、炼钢添加剂、塑料填充剂和建筑粘结剂等。 然而，这方面的工作只是刚刚起步，因此仍然是一项需要迫切解决问题。 粉煤灰是火力发电厂排出的工业废渣，全国每年排出的粉煤灰高达1.6亿 吨；但粉煤灰的利用率低，且利用量的发展极不平衡，除上海等少数地 区粉煤灰的利用率可达60％外，其余大多数地区的粉煤灰的利用率仅20 ％～30％，堆放这些粉煤灰不仅占用大量耕地，而且粉煤灰随风飘入空气 中，随雨水进人河流，污染环境，危害人体健康。微晶玻璃被誉为21世 纪最新建筑装饰材料，是高档天然石材的最佳更新换代产品。硼泥和粉 煤灰的成分与CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂系统微晶玻璃主要成分(SiO₂、CaO、 MgO、Al₂O₃等)相适应。因此，把硼泥、粉煤灰作为制备玻璃陶瓷的主 要原料，是实现利用废料制作的性能优良、附加值高产品的有利途径， 对改善生态环境、推动化工行业的清洁化生产具有现实意义。表1列出 硼泥和粉煤灰的主要成分。

表1硼泥和粉煤灰的主要成分(质量％)

发明内容

本发明的目的在于提供一种以硼泥和粉煤灰制备 CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂-F透明玻璃陶瓷的方法。该方法熔化温度低于 1350℃，采用氟化物作为助熔剂，ZrO₂，TiO₂作为晶核剂，可有效合理 地利用废弃的自然资源、减少环境污染。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

硼泥粉煤灰制备玻璃陶瓷的方法，该方法以硼泥和粉煤灰为原料， 制备CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂-F系统玻璃陶瓷，配方中MgO质量百分含量 为5-20％，F质量百分含量为4-7％，该玻璃陶瓷经过热处理得到堇青石、 氟金云母主晶相；其制备过程为：将硼泥，粉煤灰，石灰石，硅石，萤 石，冰晶石加工成粒度为250目全通过，按化学成分计算出上述原料的 用量，称量后一起在球磨机中混合均匀，装入高铝坩埚中，送入硅碳棒 电炉中加热至1290℃，保温1小时，取出浇入盛水的容器中水淬，烘干 后分级以获得不同粒径分布的基础料；将上述基础料外加0.3％的晶核剂 (ZrO₂/TiO₂＝2/1)采用同样工艺制备析晶料；将基础料和析晶料按设计 的粒度级配和比例进行混合，装入莫来石窑具，窑具和料用石棉纸隔开 ，再送入马弗炉中，升温至730℃保温2小时后，以20℃/分的升温速率 升至690℃保温30分钟，关掉电源后自然冷却到室温，样品打磨、抛光 后获得成品。

所述的硼泥粉煤灰制备玻璃陶瓷的方法，其配方中MgO由硼泥引入， F由AlF₃、Na₂SiF₆或Na₃AlF₆中一种以上的形式引入。

所述的制备方法，其基础玻璃的熔化温度为1250-1350℃，晶化温度 为450-750℃。

本发明的优点与效果是：

本发明利用硼泥和粉煤灰作为主要原料，添加其他矿物原料、化工 原料作为辅料制备玻璃陶瓷，有效合理地利用废弃自然资源、减少环境 污染。控制晶核剂和热处理制度以获得主晶相，其制品在外观上达到天 然大理石效果，由于工艺简单、成本低，因此具有广阔的市场前景。

附图说明

本发明的附图为玻璃陶瓷制备工艺流程。