專利名稱：利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種建筑建材行業(yè)，特別是利用大量的廢棄的青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
1、我國(guó)青石灰石的現(xiàn)況、應(yīng)用和用途青石灰石荒料主要成分是碳酸鈣(CaC03)、碳酸鎂(MgC03)、氧化鐵(Fe203)、氧化硅 (Si02)、氧化鋁(Al2O3)等，其中碳酸鈣含量94、8. 5%，氧化鐵含量0. 05%1%，有的還含有一定量的氧化錳等，一般青石灰石開采后只用來生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥或者鍛燒成白石灰。
自然界分布情況在自然界中分布廣且易于獲取。我國(guó)是世界上石灰?guī)r礦資源豐富的國(guó)家之一。全國(guó)已發(fā)現(xiàn)水泥石灰?guī)r礦點(diǎn)七、八千處，其中已有探明儲(chǔ)量的有1286處， 共計(jì)保有礦石儲(chǔ)量542億噸，其中石灰?guī)r儲(chǔ)量504億噸，占93% ；保有儲(chǔ)量廣泛分布于除上海市以外四個(gè)省、直轄市、自治區(qū)，其中陜西省保有儲(chǔ)量49億噸，為全國(guó)之冠；其余依次為安徽省、廣西自治區(qū)、四川(含重慶市)省，各保有儲(chǔ)量34 30億噸；山東、河北、河南、廣東、遼寧、湖南、湖北7省各保有儲(chǔ)量30 20億噸；黑龍江、浙江、江蘇、貴州、江西、云南、福建、山西、新疆、吉林、內(nèi)蒙古、青海、甘肅13省各保有儲(chǔ)量20 10億噸；北京、寧夏、海南、 西藏、天津5省各保有儲(chǔ)量5 2億噸。因?yàn)槭沂谥袊?guó)面廣量豐，面對(duì)這一資源，在開發(fā)應(yīng)用時(shí)，取最短的工序，最可能簡(jiǎn)單的方法，以低成本、高質(zhì)量，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
我國(guó)青石灰石礦幾種主要用途(1)最常見的是生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥。生產(chǎn)普通水泥，是水泥生產(chǎn)的命脈。但生產(chǎn)水泥明顯屬于高能耗低附加值產(chǎn)品，開發(fā)利用價(jià)值極為低下。( 生產(chǎn)機(jī)械制造用的鑄造型砂。( 生產(chǎn)脫硫吸收劑。(4)石灰石經(jīng)煅燒、碳化后可生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。( 用于生產(chǎn)活性石灰、鈍化石灰。但石灰石畢竟是不可再生資源，本發(fā)明為豐富的青石灰石荒料充分利用提升其產(chǎn)業(yè)價(jià)值提供了一條切實(shí)可行的方法。
2、微晶板材技術(shù)現(xiàn)狀微晶板材，又稱玻璃陶瓷，具有優(yōu)良的理化性能，其莫氏硬度為5. 5 8，抗壓強(qiáng)度為 360 680ΜΡει，抗折強(qiáng)度為30 70MPa，抗沖擊強(qiáng)度為2. 0 4. 8Kg/cm2，光澤度為80 110 光澤單位，膨脹系數(shù)為(10 80) X IO-V0C，吸水率<0.05%，具有良好的耐酸堿性能，因此被廣泛用作建筑裝飾材料、臺(tái)面板材、管材、鑄件、密封件等，經(jīng)拋光后的板材產(chǎn)品表面具有美倫美幻、感觀高雅的紋理和晶瑩柔和的光澤，更受到建筑設(shè)計(jì)界和業(yè)主的青睞。正是因?yàn)榫哂羞@些色澤美觀、外表華麗、耐磨損、不退色、耐腐蝕、安全、環(huán)保、衛(wèi)生、自潔等特殊性能， 使微晶板材成為二十一世紀(jì)天然石材和陶瓷面磚的最佳替代產(chǎn)品，成為國(guó)際流行的環(huán)保建筑裝飾新材料，被廣泛應(yīng)用于中高檔級(jí)賓館、飯店、商場(chǎng)、寫字樓、車站、機(jī)場(chǎng)、住宅等建筑物中，用于內(nèi)、外墻、地面、臺(tái)面的裝飾裝潢以及市場(chǎng)上其它眾多的中高檔建筑如賓館、商場(chǎng)、 郵局、電信局、醫(yī)院、銀行、電力、城市建設(shè)等公共場(chǎng)所。
在歐、美、俄、日國(guó)家，微晶板材的研究起步較早，微晶板材七十年代開始流行，目前只有少數(shù)工業(yè)比較先進(jìn)的國(guó)家如美國(guó)、前蘇聯(lián)和日本能組織工業(yè)化生產(chǎn)，他們是用純化學(xué)原料SiO2, Al2O3，CaO等配制而成，其生產(chǎn)方法主要有兩種，一種是壓延法，先將微晶板材原料機(jī)壓成型，然后再進(jìn)行晶化；另一種是水淬法，先將微晶板材原料熔化成玻璃渣料，再機(jī)壓成型或利用匣缽成型，最后進(jìn)行晶化。在起始階段，產(chǎn)品主要使用礦渣與其它玻璃原料混合熔化后，采用壓延法工藝生產(chǎn)制成平板結(jié)晶化玻璃，再經(jīng)拋磨后，使之具有漂亮花紋的板材，用于建筑裝飾。
微晶板材采用清潔的生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)過程中不產(chǎn)生污染物，并可大量利用礦產(chǎn)碎荒料作為生產(chǎn)所需原料，變廢為寶，節(jié)省自然資源，故早在1987年就被國(guó)際環(huán)保組織認(rèn)定為“可持續(xù)發(fā)展的綠色建材”。二十多年來，微晶板材以其獨(dú)特優(yōu)越的美感、高檔質(zhì)感、理化性能指標(biāo)以及“安全、健康、衛(wèi)生”的環(huán)保性能已被世界各國(guó)的建筑行業(yè)所認(rèn)同，并廣泛應(yīng)用于地鐵、賓館、酒樓、機(jī)場(chǎng)、商業(yè)大廈等各類高級(jí)場(chǎng)館中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，利用青石灰石荒料，經(jīng)簡(jiǎn)單粗碎加工后，用來生產(chǎn)微晶板材的配方和相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，就是針對(duì)國(guó)內(nèi)大量的青石灰石荒料作為主要原料，配以石英砂，添加部分輔助原料，可以不用或少用金屬氧化物，生產(chǎn)微晶板材，而且顏色可以根據(jù)添加著色劑進(jìn)行調(diào)整，大大降低生產(chǎn)成本，降低晶化溫度，縮短晶化保溫時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)省能源。
本發(fā)明利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，利用資源豐富的青石灰石荒料，經(jīng)簡(jiǎn)單粉碎后為主要原料，配以石英砂，生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，輔助原料主要有工業(yè)氧化鋁、助熔劑工業(yè)純堿、工業(yè)硼砂、工業(yè)氧化鋅、著色劑、氧化劑、澄清劑等，這些輔助原料合理的搭配使用對(duì)于生產(chǎn)微晶板材十分有利，尤其是著色劑的選擇和適量應(yīng)用，可以生產(chǎn)出玉青色、綠色、藍(lán)色、灰色、黃色、黑色等等除超白色以外其它顏色微晶板材。
本發(fā)明利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，利用青石灰石荒料為主要原料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝包括下列步驟1.混合原料將原料按下列粒度、重量百分比混合在一起，混拌均勻石英砂(粉)粒度0. 1 0. 7mm42 --55%青石灰石砂(粉)粒度0. 1 2. 2mm20廣 33%工業(yè)純堿3.5 10%工業(yè)氧化鋁3.5 10%工業(yè)硼砂0 5. 5%工業(yè)碳酸鋇2.5 6. 5%工業(yè)氧化鋅0 6. 5%澄清劑0 1%氧化劑0 2. 5%著色劑0 10%其中所說的著色劑包括Cr203、Co0、Cu0、氧化鎳、氧化亞鎳、氧化鐵、氧化錳、鎘紅、鎘黃、 硒粉等對(duì)微晶板材具有著色效果的原料；2.高溫熔化將上述混合原料放入玻璃熔化爐內(nèi)熔化成玻璃液，熔化溫度1420 1580 0C ；3.水淬使玻璃液流入水槽內(nèi)，水淬成直徑0 6mm的顆粒料；
4.裝模將上述粒料裝入模具內(nèi)；
5.加熱晶化將上述布好粒料的模具放入晶化窯爐內(nèi)加熱晶化，晶化溫度850 1180°C，晶化保溫時(shí)間10 100分鐘；
6.出窯在晶化窯內(nèi)退火，退火至溫度150 250°C，時(shí)間3 10小時(shí)，出窯冷卻；
7.脫模出窯冷卻，把模具內(nèi)的半成品即微晶毛板取出，放置微晶毛板區(qū)域，待加工；
8.加工處理對(duì)微晶毛板進(jìn)行研磨、拋光、切割，包裝為成品，待售。
本產(chǎn)品生產(chǎn)工藝采用水淬燒結(jié)晶化法，水淬燒結(jié)晶化法是將特定的配合原料熔化成玻璃液流出，經(jīng)水淬壓片后，成為特定范圍細(xì)度的小顆粒，然后干燥鋪放在特制耐火材料模具上，進(jìn)入晶化窯爐，完成熱處理受控晶化過程而成為微晶毛板，出窯冷卻后，再進(jìn)行磨拋處理，切割包裝為成品。本生產(chǎn)工藝獨(dú)到之處是應(yīng)用了表面玻璃粒料預(yù)處理工藝和多階段工序的受控晶化熱處理工藝新技術(shù)，并使用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水準(zhǔn)的熱工界面柔性調(diào)整控制系統(tǒng)技術(shù)，最大限度地縮小了在窯內(nèi)燃燒過程中的各個(gè)階段性溫差，確保形成產(chǎn)品的最低可控制平整度指標(biāo)，并使得產(chǎn)品表面晶紋和立體效果達(dá)到最佳狀態(tài)，從而使產(chǎn)品各項(xiàng)綜合性能指標(biāo)得到大幅度提高。


圖1為本發(fā)明利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝流程圖。由原料1、混合2、熔化3、水淬4、入模5、晶化處理6、出窯7、檢驗(yàn)8、磨拋9、切割 10、檢驗(yàn)11、包裝12、成品13組成。
用本發(fā)明利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)的微晶板材， 結(jié)構(gòu)主晶相為β —娃灰石，該種微晶板材的機(jī)械性能及理化指標(biāo)為比重2. 6 ‘ 2. 75耐酸率>98%莫式硬度6. 0 ‘ 8. 5光澤度>90光澤單位抗拉強(qiáng)度320 ‘ 420mpa吸水率<0. 05%抗折強(qiáng)度38 ‘62 mpa耐堿率>96%本發(fā)明利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，利用資源豐富的青石灰石荒料，經(jīng)簡(jiǎn)單粉碎后為主要原料，配以石英砂，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)微晶板材，大大降低原料成本，降低晶化溫度和縮短晶化時(shí)間，可連續(xù)生產(chǎn)，從而提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)量提高，節(jié)省能源，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
下面結(jié)合實(shí)施例做進(jìn)一步描述 實(shí)施例一石英砂(粉)46%青石灰石砂 30% 工業(yè)氧化鋁5. 5%工業(yè)碳酸鋇 3. 5%工業(yè)純堿5% 工業(yè)氧化鋅5%工業(yè)硼砂 2.6%氧化劑2% 澄清劑0.4%將上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化爐內(nèi)經(jīng)1500°C溫度熔化成玻璃液，再經(jīng)水淬成6 mm以下的顆粒料，裝入模具內(nèi)，放入晶化窯內(nèi)加熱至1150°C進(jìn)行晶化，晶化保溫時(shí)間60分鐘，然后退火冷卻，冷卻至200°C，時(shí)間5小時(shí)，出窯后經(jīng)脫模、研磨、拋光、切割得到青玉色微晶板材成品。
實(shí)施例二石英砂(粉)50%青石灰石砂 26% 工業(yè)氧化鋁5. 5%工業(yè)碳酸鋇 3. 5%工業(yè)純堿5% 工業(yè)氧化鋅5%工業(yè)硼砂 2. 6%氧化劑2% 澄清劑0. 4%著色劑1%將上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化爐內(nèi)經(jīng)1520°C溫度熔化成玻璃液，再經(jīng)水淬成6 mm以下的顆粒料，裝入模具內(nèi)，放入晶化窯內(nèi)加熱至1130°C進(jìn)行晶化，晶化保溫時(shí)間40分鐘，然后退火冷卻，冷卻至200°C，時(shí)間5小時(shí)，出窯后經(jīng)脫模、研磨、拋光、切割得到深青色微晶板材成品。
實(shí)施例三石英砂(粉)52%青石灰石砂 27% 工業(yè)氧化鋁6%工業(yè)碳酸鋇 3%工業(yè)純堿3% 工業(yè)氧化鋅4%工業(yè)硼砂 2.6%氧化劑2% 澄清劑0.4%復(fù)合著色劑 0. 5%將上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化爐內(nèi)經(jīng)1580°C溫度熔化成玻璃液，再經(jīng)水淬成6 mm以下的顆粒料，裝入模具內(nèi)，放入晶化窯內(nèi)加熱至1160°C進(jìn)行晶化，晶化保溫時(shí)間30分鐘，然后退火冷卻，冷卻至200°C，時(shí)間5小時(shí)，出窯后經(jīng)脫模、研磨、拋光、切割得到淺灰色微晶板材成品。
權(quán)利要求
1.利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，其特征在于包括下列步驟 (1)拌料將原料按下列粒度、重量百分比混合在一起，混拌均勻 英砂(粉)粒度0. 1 0. 7mm42 55%青石灰石砂(粉)粒度0. 1 2. 2mm20 ‘ 33%工業(yè)純堿3.5 10%工業(yè)氧化鋁3.5 10%工業(yè)硼砂0 5.5%工業(yè)碳酸鋇2.5 6. 5%工業(yè)氧化鋅0 6.5%澄清劑0 1%氧化劑0 2.5%0 10%其中所說的著色劑包括Cr203、Co0、Cu0、氧化鎳、氧化亞鎳、氧化鐵、氧化錳、鎘紅、鎘黃、 硒粉等對(duì)微晶板材具有著色效果的原料；(2)高溫熔化將上述混合原料放入玻璃熔化爐內(nèi)熔化成玻璃液，熔化溫度1420 1580 0C ；(3)水淬使玻璃液流入水槽內(nèi)，水淬成直徑0 6mm的顆粒料；(4)裝模將上述粒料裝入擺放好的模具內(nèi)；(5)加熱晶化將上述布好粒料的模具放入晶化窯爐內(nèi)加熱晶化，晶化溫度850 1180°C，晶化保溫時(shí)間10 100分鐘；(6)退火出窯在晶化窯內(nèi)退火，退火至溫度150 250°C，時(shí)間3 10小時(shí)，出窯冷卻；(7)脫模出窯冷卻，把模具內(nèi)的半成品即微晶毛板取出，放置微晶毛板區(qū)域，待加工；(8)加工處理對(duì)微晶毛板進(jìn)行研磨、拋光、切割，包裝為成品，待售。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，利用青石灰石荒料為主要原料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，其特征在于青石灰石荒料要求如下青石灰石荒料的粒度在0. 1 2. 2mm最為適宜；青石灰石荒料其主要成分碳酸鈣(CaCO3)含量94、8.5%，氧化鐵(Fe2O3 )含量 0.05%"2%o
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，其特征在于水淬燒結(jié)晶化法是將特定的配合原料熔化成玻璃液流出，經(jīng)水淬壓片后，成為特定范圍細(xì)度的小顆粒，然后干燥鋪放在特制耐火材料模具上，進(jìn)入晶化窯爐，完成熱處理受控晶化過程而成為微晶毛板，出窯冷卻后，再進(jìn)行磨拋處理，切割包裝為成品；本生產(chǎn)工藝獨(dú)到之處是應(yīng)用了表面玻璃粒料預(yù)處理工藝和多階段工序的受控晶化熱處理工藝新技術(shù)，并使用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水準(zhǔn)的熱工界面柔性調(diào)整控制系統(tǒng)技術(shù)，最大限度地縮小了在窯內(nèi)燃燒過程中的各個(gè)階段性溫差，確保形成產(chǎn)品的最低可控制平整度指標(biāo)，并使得產(chǎn)品表面晶紋和立體效果達(dá)到最佳狀態(tài)，從而使產(chǎn)品各項(xiàng)綜合性能指標(biāo)得到大幅度提高。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，其特征在于其生產(chǎn)工藝流程是由原料1、混合2、熔化3、水淬4、入模5、晶化處理6、出窯7、檢驗(yàn) 8、磨拋9、切割10、檢驗(yàn)11、包裝12、成品13組成；利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)的微晶板材，結(jié)構(gòu)主晶相為β —娃灰石， 該種微晶板材的機(jī)械性能及理化指標(biāo)為比重 2.6 2. 75耐酸率>98%莫式硬度 6. 0 8. 5光澤度>90光澤單位抗拉強(qiáng)度 320 420mpa 吸水率<0.05%抗折強(qiáng)度 38 62 mpa耐堿率>96%。
全文摘要
本發(fā)明利用青石灰石荒料生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，配方包括青石灰石砂(粉)、石英砂(或粉)、工業(yè)氧化鋁、工業(yè)純堿、工業(yè)碳酸鋇、著色劑、氧化劑及澄清劑，其主要生產(chǎn)工藝是將上述原料混拌均勻，放入熔化窯爐內(nèi)經(jīng)1420~1580℃熔化成玻璃液，再經(jīng)水淬成0~6mm顆粒，裝入模具后進(jìn)入晶化窯內(nèi)經(jīng)850~1180℃晶化燒成，晶化保溫時(shí)間10~100分鐘，然后退火出窯，經(jīng)脫模、研磨、拋光、切割、包裝后即得微晶板成品，本發(fā)明具有產(chǎn)品原料來源廣泛易得，成本低，晶化溫度低，晶化時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品合格率高，節(jié)省能源特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C03C10/04GK102515537SQ20111043853
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月25日
發(fā)明者梁東成, 趙保華, 趙玉嶺, 鄒辭陽 申請(qǐng)人:淄博鈺晶新型材料科技有限公司