[发明专利]利用废玻璃低温烧制微晶玻璃板材的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微晶玻璃板材的烧制方法，特别涉及一种利用废玻璃低温烧制微晶玻璃板材的方法。

背景技术

微晶玻璃是将特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化过程制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶材料。微晶玻璃既不同于玻璃也不同于陶瓷，它具有玻璃的基本性能，又集中了陶瓷的多晶特征，使其性能指标往往优于同类玻璃和陶瓷，成为一类独特的新型材料。在现有的各类微晶玻璃体系中，CaO-Al2O3-SiO2体系（简称CAS）以机械强度高、耐磨性好、耐侵蚀、光泽度高、吸水率低、无放射性等优点广泛应用于高档装饰建材领域。由于其具有丰富的颜色、均匀的色泽、富有立体感和层次感的花纹，也被认为是天然石材的理想替代品。

由于对生产原料有一定要求，且需要两道1000℃以上的高温度工序，微晶玻璃的生产成本一直居高不下，在很大程度上限制了其市场推广。虽然国内外已经将粉煤灰、矿渣、多种工业尾矿等作为廉价原料在实际生产中加以应用，一定程度上降低了成本，但是相对于廉价的瓷砖类装饰材料，其较高的价格还是令普通消费者难以接受。虽然天然石材的价格连年攀升，加之国内微晶玻璃市场竞争激烈导致价格下降，但在价格相差不大的情况下，更多的消费者更倾向于使用源于自然、应用广泛的天然石材。

目前技术最先进、应用最广的建材用微晶玻璃制作工艺是烧结法，流程可以归纳为：配料-混合-玻璃熔制-水淬-烘干-过筛-分级-装模-烧结-晶化-磨抛得到成品。根据计算，烘干之前各道工序的消耗已占到总成本的35-40%，而到此工序为止得到的产物与普通玻璃性质相近。因此，用经过处理的废弃玻璃作为替代制作低成本微晶玻璃原料的想法应运而生。

随着工业化规模提高和城市化进程加快，我国每年需要集中处理的工业废玻璃和废弃的容器玻璃数量急剧上升。这些废玻璃不仅占用了土地资源，还造成环境污染，加速对这类再生资源的综合利用已迫在眉睫。根据统计，在我国大城市废玻璃回收率仅为15-20%，世界平均水平约为50%，在美国、德国、日本等发达国家甚至达到80%。国内的废旧玻璃之所以回收率较低，缺乏有效的、高附加值的回收再利用途径是主要原因之一。通过对这种废弃物用途的充分开发，一方面可以取代价格日益上涨的石英砂、烧碱等原料，又使废玻璃回收有利可图，可达到带动循环经济的目的。

以废玻璃为原料制备微晶玻璃材料的专利文献有很多：申请号为200610140748.7的专利申请公开了一种用废玻璃制作的微晶玻璃板，但废玻璃在原料中占比不超过50%，还要加入方解石、硝酸钠、硅石粉等其它组分，且生产过程中需要将玻璃完全融化，能耗较高；申请号为200410104277.5的专利申请公开了一种用废玻璃制造建筑用非晶玻璃板材的方法，该方法需要在原料中加入5-40%的硅酸盐类析晶促进剂。由于微晶玻璃在设计配方时往往选择易于析晶的组分点，往往还要加入成核剂等物质促进材料生成晶体。而出于对透光效果的考虑，普通的平板或容器玻璃在生产过程中会尽量避免晶体的生成，在原料配料时往往选择相界点附近不易析晶的组分点，这就给普通玻璃向微晶玻璃的转变带来了难度。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种利用废玻璃低温烧制微晶玻璃板材的方法，该方法既能降低微晶玻璃板材的生产成本，又能使废玻璃得到高附加值的循环再利用。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种利用废玻璃低温烧制微晶玻璃板材的方法，包括以下步骤：

一）将废玻璃分选、清洗、破碎、筛分成16目～150目和150目以下两种粒度的玻璃粉；以1:1～4的质量比混合均匀，获得玻璃混合粉；从材料美观的角度考虑可加入少量着色剂，例如氧化钴、氧化铜等，含量为0.1～1wt%较为合适；

二）取玻璃混合粉进行500～1100℃范围内的差热分析，获得依次升高的四个拐点温度T₁、T₂、T₃和T₄，其中，T₁为两种粒度的玻璃混合粉颗粒之间融合开始的温度，T₂为两种粒度的玻璃混合粉颗粒间融合处开始形成晶核的温度，T₃为晶核开始长大的温度，T₄为两种粒度的玻璃混合粉吸热曲线的谷值温度，在此温度下晶体生长速度达到最大值；测试玻璃混合粉的析晶起始温度T₅；

三）在成型耐火模具内部涂覆脱模剂，然后将玻璃混合粉装入成型耐火模具中；