[发明专利]一种以煤矸石和氟磷灰石为原料的微晶玻璃的制备方法

说明书

本发明提供了一种以煤矸石和氟磷灰石为原料的微晶玻璃的制备方法，涉及微晶玻璃技术领域，包括以下步骤：(1)煤矸石粉末置于醋酸溶液中进行预处理，过滤烘干；(2)氟磷灰石粉碎过筛，与煤矸石预处理粉料一起球磨；(3)将煤矸石/氟磷灰石预混料与二氧化硅、氧化铝、碳酸钡、碳酸锂、碳酸镁、氧化钠、氧化钾、澄清剂、晶核剂、着色剂混合均匀，得玻璃原料；(4)熔制；(5)成型，退火；(6)将基础玻璃升温至820‑845℃，保温，继续加热，升温至920‑950℃保温，随炉冷却至室温。本发明以煤矸石为主要原料，并辅以氟磷灰石等原料，制备得到微晶玻璃具有较低的热膨胀系数低，强度高，并具有低介电常数和低介电损耗的特性。

技术领域

本发明涉及微晶玻璃技术领域，具体涉及一种以煤矸石和氟磷灰石为原料的微晶玻璃的制备方法。

背景技术

微晶玻璃是指在玻璃中加入某些成核物质，通过热处理、光照射，或化学处理等手段，在玻璃内均匀地析出大量的微小晶体，形成致密的微晶相和玻璃相的多相复合体。通过控制微晶的种类数量、尺寸大小等，可以获得透明微晶玻璃、膨胀系数为零的微晶玻璃、表面强化微晶玻璃、不同色彩或可切削微晶玻璃。

微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃，其为一种多晶复相无机材料，具有孔隙率低、电绝缘性好、节点损耗小、热膨胀系数可调、生物兼容性强、化学稳定性好和机械强度高等优点，广泛应用于化工材料、生物医学材料、电子和建筑材料等领域。

以硅铝质固体废弃物(高炉渣、尾矿、富硅稻壳灰、粉煤灰、煤矸石等)制备微晶玻璃，不仅为硅铝质固体废弃物提供新的高附加值利用途径，而且制备的微晶玻璃环保、廉价、性能优异，可用作墙体、屋面、地面材料及代替普通陶瓷、耐酸陶瓷和建筑塑料等一些建筑材料使用。

目前，对于将煤矸石作为主要原料制备微晶玻璃的方法已日趋成熟。申请号为201510509474.3的中国专利公开了一种煤矸石微晶玻璃及其制备方法。微晶玻璃由下述重量份的原料组成：煤矸石62-73％，氧化镁7-8％，纯碱19-31％。该发明通过优化微晶玻璃的化学组成和生产工艺，制得机械强度高、耐腐蚀性良好的微晶玻璃，可很好的满足建筑行业对耐化学腐蚀的要求，将其作为装饰材料，具有超强的抗污染性能。

申请号为201810196283.X的中国专利公开了一种以煤矸石和稻壳灰为主要原料的微晶玻璃及其制备方法，微晶玻璃是由以下原料组成：煤矸石、稻壳灰、碳酸钠、碳酸钙、氧化镁、二氧化钛；将配料混合均匀并加热至熔制，得到的玻璃熔融体进行淬冷、球磨、压片后保温，进行热处理得到以钙长石为主晶相、透辉石为次晶相的微晶玻璃。原料稻壳灰中大量的SiO₂降低了煤矸石的高铝特性，调整了配方中的硅铝比，改善了固弃废物煤矸石和稻壳使用率，而且配方组成简单、熔制温度和热处理温度偏低，制备的微晶玻璃致密性好、耐腐蚀性和耐磨性强，大大提高了煤矸石和稻壳两种固体废物的附加值。可见煤矸石在制备微晶玻璃上已得到较深程度的开发。而采用煤矸石作为主要原料，制备低热膨胀系数的微晶玻璃的相关的报道还较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以煤矸石和氟磷灰石为原料的微晶玻璃的制备方法，以煤矸石为主要原料，并辅以氟磷灰石等原料，通过优化的工艺，可制备得到微晶玻璃具有较低的热膨胀系数低，强度高，并具有低介电常数和低介电损耗的特性，使用范围广。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种以煤矸石和氟磷灰石为原料的微晶玻璃的制备方法，包括以下步骤：

(1)将煤矸石进行粉碎，并过70-100目筛，再将煤矸石粉末置于醋酸溶液中进行预处理，搅拌1-1.5h后静置2-3h，过滤，将过滤所得产物置于烘箱中烘干，得煤矸石预处理粉料；

(2)将氟磷灰石进行粉碎，并过100-150目筛，再与煤矸石预处理粉料按4-5.5：1的质量比一起置于球磨机中进行球磨，球磨后过400目筛，得煤矸石/氟磷灰石预混料；