[发明专利]利用铁矿石尾砂制造结晶玻璃的方法

说明书

一种利用铁矿石尾矿制造结晶玻璃的方法，涉及结晶玻璃的制造技术。

有报道苏联在矿渣微晶玻璃的研究和生产方面，已研制成以高炉渣为主要原料的微晶玻璃，并已得到广泛应用。近年来，英国、日本、美国等国家在矿渣微晶玻璃的研究方面也取得了很大进展，例如、英国在矿渣微晶玻璃晶化机理以及将矿渣微晶玻璃用作耐蚀管道等方面做了大量研究工作。美国康宁公司在法国巴黎的研究中心研究了矿渣玻璃地面、屋面及墙面材料等。

在国内，以往对铁矿石尾矿的综合利用，主要用于制作墙地面砖及屋面瓦，另外也分别进行了制备砼用集料，建筑用砂方面的研究与开发。

本发明目的在于利用铁矿石选矿后废弃的尾砂制造优质的结晶玻璃。经对铁矿尾砂的分析，铁尾砂的化学成分比较稳定，它除含有形成玻璃所需的SiO₂外，还含有大量氧化铁，只要加入适量的玻璃工业用普通原料如石英砂和含有碱、碱土氧化物的原料以及加入少量添加剂后，可以设计出一系列深色基调的结晶玻璃配方。尾砂中含有丰富的TiO₂、硫化物和有色金属元素，在不添加晶核剂条件下，也能制得性能优异的铁尾砂结晶玻璃。铁尾砂中含有的易熔组分，可使玻璃熔制温度降低及易于澄清、匀化，节约玻璃配料中纯碱的用量。

采用铁矿石砂尾制造结晶玻璃，为使所选择的玻璃成分能有适宜的工艺条件和使制得的结晶玻璃具有规定要求的技术指标与应用性能，铁尾砂结晶玻璃的化学组成范围为：

组成 SiO₂Al₂O₃Fe₂O₃(FeO) CaO MgO R₂O S

含量  50－60  5－10  8－17     15－28  2-5  4－10  0.5-0.8

（％）

玻璃的熔制与成型：

熔制温度为1450-1500℃，

成型温度  1200-1350℃，

该玻璃适用于浇注，压制成型等多种成型工艺

晶化热处理：

第一阶段核化温度为660-710℃，保温1.5小时

第二阶段晶化温度为760-820℃，保温1小时

由第一阶段升温至第二阶段约需1小时，完成晶化时间为4-5小时。

铁矿尾砂制造的结晶玻璃其结晶相＞50%，结晶颗粒尺寸4-15μ，其性能如下：

密度 2.7g/cm³

抗折强度  85-125MPa

抗压强度  600-700MPa

抗冲击强度 ＞2.5kg.cm/cm²

莫氏硬度 6-7，耐磨性 ＜0.03g/cm²

耐酸性  （HCL37%））＞98%

耐碱性  （NaOH20%）＞98%

抗冻性  -20℃-+20℃，冻融循环＞15次

吸水率  0

热膨胀系数 （65-80）×10^-7/℃

实施例一：

铁矿石尾砂  82份

石英砂  65份

长石  30份

白云石  26份

石灰石  54份

锂云石  5份

纯碱  5份

混合后在1450℃融制成玻璃液浇注成型后即进入热处理炉，第一阶段核化温度为680℃保温1小时，慢速升温（3℃/分）至820℃保温1小时，然后冷却即为质量均匀的结晶玻璃。

玻璃的成分为

SiO₂58

Al₂O₃6

Fe₂O₃（FEO） 11

CaO  18

MgO  3

R20  4及少量硫、碳等