[发明专利]用蛇纹石尾矿制备玻璃陶瓷的方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种用蛇纹石尾矿制备玻璃陶瓷的方法，属建筑材料及尾矿资源再生利用环境保护技术领域。

背景技术

    蛇纹石尾矿是固体废弃物，大多就地堆放在矿区附近，占用大量土地。其随降水流入水体或渗入土壤，严重污染下游水系及其附近的土壤，直接影响当地居民的生产和生活用水，还会造成矿区周围土壤结构改变；部分尾矿堆积到沟谷等低洼带，随雨季的洪水倾泻而下，容易导致滑坡、泥石流或堵塞河道，引发安全事故，破坏生态环境。蛇纹石尾矿矿物成分复杂，主要矿物为蛇纹石、橄榄石、透闪石和方解石，其化学成分为SiO₂31.3%，MgO37.3%，Al₂O₃1.0%，Fe₂O₃6.5%，CaO2.5%，及少量FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃等。因此合理的利用有价元素镁和硅是蛇纹石尾矿资源化利用的关键。

    微晶玻璃，又名玻璃陶瓷，是通过玻璃的控制晶化获得的一类多晶材料。它有三种典型的组成形式，分别为架状片状和链状。架状硅酸盐微晶玻璃是基于SiO₂-Al₂O₃-MgO（Li₂O）系统的微晶玻璃，由于其主晶相为石英固溶体及顽辉石，因而具有极低的热膨胀系数，非常耐火，具有高的化学稳定性。制备微晶玻璃的主要原料是采用含SiO₂较高的原料，如金属尾矿、粉煤灰、高炉渣、工业矿渣等制作，例如中国专利CN1733638A公开的“高铁尾矿制造微晶玻璃及方法”，CN1733639A公开的“含钼尾矿制造的微晶玻璃及方法”， CN1099359A“利用粉煤灰制备微晶玻璃的配方及工艺” 和CN101718137A“利用花岗石废弃物生产微晶玻璃装饰板材的方法”等。国外也有一些研究，但专门以蛇纹石尾矿做主要原料制作微晶玻璃的研究还未见有关报道。

    本发明选用蛇纹石尾矿制备微晶玻璃，利用其主要化学成分MgO和SiO₂，及少量FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃。其中微量的氧化铬、氧化锰、氧化镍可作为调色剂，对微晶玻璃着色十分有利。本发明除了以蛇纹石尾矿为主要原料外，还要添加少量的高岭土（包括尾矿）， 粘土（包括尾矿），长石（包括尾矿），石英，水玻璃以及微量的硼砂。同时要加晶核剂CaF₂ (包括含CaF₂的其它原料)，MF₂（包括含MF₂的其它原料）和TiO₂（包括含TiO₂的其它原料）。目前微晶玻璃陶瓷的生产技术中没有以蛇纹石尾矿作为主要原料的，本发明提供一种可以对蛇纹石尾矿废弃物进行综合利用、生产成本低的生产方法。

发明内容

    本发明的目的是提供一种利用蛇纹石尾矿废弃物为主要原料来制备玻璃陶瓷材料的工艺方法。

    本发明一种用蛇纹石尾矿制备玻璃陶瓷的方法，其特征在于具有以下的制备过程和步骤：

    a. 确定制品玻璃陶瓷的原料配方，所用的原料组分及其重量百分比下如：

        蛇纹石尾矿          60～80%，

        高岭土尾矿          5～15%，

        粘土                2～5%，

        长石                2～4%，

        水玻璃              5～8%，

        硼砂                 2～5%，

        CaF₂（晶核剂）       2～5%，

        着色剂              0.5～1.5%；

    所述的蛇纹石尾矿，其化学成分及其重量百分比为：

        SiO₂                 42～50%，

        MgO                 32～36%，

        CaO                 5～8%，