[发明专利]一种直接烧结石棉尾矿制备功能性微晶玻璃的方法

说明书

本发明提供了一种直接烧结石棉尾矿制备微晶玻璃的方法。所示方法包括步骤：对石棉尾矿和配料进行预处理，或者对石棉尾矿进行预处理，得到素坯粉体；将素坯粉体压制成型，得到坯体；将所述坯体加热至将所述坯体加热至750～900℃并保温，以促使坯体成核结晶，然后再加热至1100～1250℃烧结，待烧结完成后进行冷却，得到微晶玻璃。本发明的有益效果可包括：石棉尾矿的利用率可达到90～100％，工艺流程简单、能耗低、绿色环保、利于工业推广，制备出的微晶玻璃性能优异，附加值高。

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理与资源化利用领域，特别地，涉及一种利用石棉尾矿制备功能性微晶玻璃的方法。

背景技术

石棉尾矿是温石棉(纤蛇纹石石棉)矿开采和选矿过程中产生的尾渣，其主要物相为蛇纹石，还含有少量非蛇纹石族共生或伴生矿物。由于纤蛇纹石矿石含棉率低，约5～10％(西部矿山含量率约为5～7％)，目前生产1吨纤蛇纹石石棉产生约20～30吨尾矿，部分地区甚至更高，然而中国对纤蛇纹石石棉尾矿的利用率整体较低，加上历史积累，使得纤蛇纹石石棉尾矿的堆积量大约为5亿吨。石棉尾矿大量堆积不仅占用大量土地，同时造成资源的浪费，且由于石棉是致癌物质(具有纳米纤维结构)，对环境和人体具有严重的危害性。目前国家全力提倡构建资源节约型和环境友好型社会，而石棉尾矿一直未得到产业化开发和利用。目前急需探寻和研究高效、高附加值利用的环境友好和资源节约型产业化集成创新技术。

微晶玻璃，又名玻璃陶瓷、微晶陶瓷，是以玻璃与陶瓷成型技术为基础，通过控制热处理制度，得到的微晶相与玻璃相并存的一类多晶材料，因其具有良好的机械性能，高硬度，高耐磨及耐酸碱腐蚀等，可用作高档建筑装饰材料和多种功能材料等。

现有的微晶玻璃生产工艺主要包括：整体析晶法、熔融烧结法和溶胶-凝胶法，对于工业废渣微晶玻璃，其主要生产工艺为前两种。整体析晶法的生产流程为配料→高温熔融→浇筑成型→退火→核化晶化→抛光切边→产品，熔融烧结法的生产流程为配料→高温熔融→水淬→球磨→压片→核化晶化→抛光切边→产品。整体析晶法和熔融烧结法均含有高温熔制过程，同时二者均需二次高温处理过程，因而存在能耗高，工艺流程长、工序繁琐，而且工业废渣利用率低等弊端或缺陷。此外，从现有的研究情况来看，采用工业固体废弃物制备的微晶玻璃通常用作结构材料，因此研究重点主要集中在如何提升力学性能上，而对于功能化的研究很少，产品的附加值较低从而限制了微晶玻璃的产品化。

综上所述，现有的利用石棉尾矿制备微晶玻璃主流生产工艺-整体析晶法和熔融烧结法存在生产能耗高、工艺流程长、废渣利用率低等问题，且目前尚未有利用石棉尾矿制备功能化磁性微晶玻璃的研究，产品很难实现高附加值利用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种直接烧结石棉尾矿制备功能性微晶玻璃的方法，以高效利用石棉尾矿，特别是石棉尾矿。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种直接烧结石棉尾矿制备功能性微晶玻璃的方法。所述方法可包括以下步骤：将石棉尾矿进行粉碎、干燥，得到素坯粉体；将素坯粉体压制成型，得到坯体；将所述坯体加热至750～900℃并保温，以促使坯体成核结晶，然后再加热至1100～1250℃烧结，待烧结完成后进行冷却，得到微晶玻璃。

本发明另一方面也提供了一种直接烧结石棉尾矿制备功能性微晶玻璃的方法。所述方法可包括以下步骤：对原料进行预处理，得到素坯粉体，原料包括石棉尾矿和配料，石棉尾矿在原料中的质量占比在90％以上，所述配料包括助熔剂和/或微晶玻璃成分补充剂；将素坯粉体压制成型，得到坯体；将所述坯体加热至750～900℃并保温，以促使坯体成核结晶，然后再加热至1100～1250℃烧结，待烧结完成后进行冷却，得到微晶玻璃。。

根据本发明的一个或多个示例性实施例，所述配料可包括：工业烧碱、钾长石、霞石、珍珠岩、废玻璃、硼砂、抛光与切边废料中的至少一种。。