[发明专利]花岗岩尾矿微晶玻璃浮法制备工艺及其专用锡槽

说明书

技术领域

本发明涉及一种微晶玻璃及其制备工艺，具体为以花岗岩尾矿为主要原料采用浮法工艺制备微晶玻璃的方法及其专用锡槽，属于工业废弃物的综合利用。

背景技术

微晶玻璃是以特定组成的玻璃为基础，经过加热处理而得到的既含有玻璃相又含有晶相的材料。其中的热处理过程称为晶化过程，微晶玻璃强度和硬度较高，热膨胀系数又很小，应用前景非常广泛。

随着经济的发展，对煤、稀土的需求越来越大，其产量日益增加，随之而来的是稀选尾矿、煤矸石等工业废弃物不断增加。这些废弃物不仅占用大量土地，而且对周边的水资源和土壤造成严重污染。利用废矿渣作为原料生产的微晶玻璃板材，色泽纯净质感似圆润，成为建筑装饰的优选材料。使用花岗岩为主要原料制备的微晶玻璃是矿渣微晶玻璃的一种，矿渣微晶玻璃利用了大量的尾矿或工业废渣作为原料，其生产相对节约资源，而且解决了如何处理工业废弃物的难题，是替代天然石材和部分瓷制砖的最佳选择。

通常矿渣微晶玻璃的生产工艺主要有烧结法和压延法两种。烧结法是先将熔制的玻璃液冷淬成碎玻璃，然后再放到模具中进行晶化和退火处理，这种方法产品的成品率低而且需要两个高温过程（玻璃熔制、微晶化处理），生产能耗大、成本高；压延法是用对辊将熔制的玻璃液在一定温度下压制成玻璃板后再进行晶化和退火，压延法连续生产能力较高，但是和烧结法同样存在着晶化后产品形变大，后期加工成本高的缺点。随后，有报道采用浮法工艺制备矿渣微晶玻璃，但是现有浮法工艺与矿渣微晶玻璃的特性不能匹配，比如矿渣微晶玻璃的料性很短，在锡槽内核化的难度大；微晶玻璃的析晶难以控制，很容易在锡槽前段结团。因此，至今未见有浮法矿渣微晶玻璃的实际生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现在矿渣微晶玻璃特性，提供一种节能、环保、高效率、低成本的花岗岩尾矿微晶玻璃浮法制备工艺及用于微晶玻璃板核化和晶化的锡槽，克服矿渣微晶玻璃与浮法工艺匹配性差的缺陷，且能够实现在有限长度的锡槽内完成矿渣微晶玻璃的核化和晶化。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种花岗岩尾矿微晶玻璃，其包括以下重量百分含量的成分：CaO 5%～10%，MgO 5%～10%，Al₂O₃ 20%～30%，SiO₂ 40%～50%，Na₂O 2%～5%，K₂O 2%～5%，TiO ₂2%～5%，ZrO₂0.5%~1%，BaCO₃ 0.5%~1.5%。

作为本发明的进一步优化，所述花岗岩尾矿微晶玻璃包括以下重量百分含量的成分：CaO 6%～8%，MgO 7%～9%，Al₂O₃ 25%～28%，SiO₂ 45%～48%，Na₂O 3%～4%，K₂O 3%～4%，TiO₂ 3%～4%，ZrO₂0.5%~1%，BaCO₃ 0.5%~1.5%。

进一步的，符合以上两种组成的微晶玻璃在1300℃时粘度为250~380 P，1150℃时粘度为2000~3000 P，且该组成微晶玻璃的粘度随温度变化不明显，符合浮法生产工艺要求。

本发明还提供了一种花岗岩尾矿微晶玻璃的浮法制备工艺，其主要原料为花岗岩尾矿、重钙粉、菱镁矿、钠长石，其中SiO₂由花岗岩尾矿引入，MgO由菱镁矿引入，CaO由重钙粉引入，Al₂O₃ 由钠长石引入，其他组分为化工原料引入。

进一步的，所述花岗岩尾矿微晶玻璃的浮法制备工艺，其包括以下步骤：

1）配料：选取以上矿物原料，对其进行粉碎、筛分、除铁处理，控制花岗岩尾矿目粒度大于40目，在50~80目范围内所占比例不低于80%，其他矿物原料的粒径控制同电熔窑玻璃原料相同，通过以上处理后制得相应的粉料，然后按照重量比称取，混合后制成玻璃配合料，为防止后期玻璃液与锡槽中的锡液反应，必须用电磁铁对原料进行除铁处理，控制配合料中的Fe含量低于0.03%；

2）将配合料投到电熔窑中进行熔化，熔化温度为1500℃~1600℃，熔化时间控制3~4h，然后在熔窑的冷却部和料道中的澄清池完成玻璃液的均化和澄清，控制料道末端的温度为1100℃~1200℃，得到成分均一，无可见气泡的的合格玻璃液，所述料道末端为连接料道和锡槽的部位；