專利名稱：利用高嶺土生產(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)，特別是利用大量的高嶺土生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
1、我國高嶺土的現(xiàn)況、應(yīng)用和用途
高嶺土是一種重要的非金屬礦產(chǎn)，與云母、石英、碳酸鈣并稱為四大非金屬礦。高嶺土主要由小于2個微米的微小片狀、管狀、疊片狀等高嶺石簇礦物(高嶺石、 地開石、珍珠石、埃洛石等)組成，理想的化學(xué)式為AL203 -2Si02 ·2H20，其主要礦物成分是高嶺石和多水高嶺石，除高嶺石簇礦物外，還有蒙脫石、伊利石、葉臘石、石英和長石等其它礦物伴生，高嶺土的化學(xué)成分中含有大量的AL203、Si02和少量的!^203、Τ 02以及微量的 K20、Na20、Ca0和MgO等。質(zhì)純的高嶺土具有白度高、質(zhì)軟、易分散懸浮于水中、良好的可塑性和高的粘結(jié)性、優(yōu)良的電絕緣性能；具有良好的抗酸溶性、很低的陽離子交換量、較好的耐火性等理化性質(zhì)。因此高嶺土已成為造紙、陶瓷、橡膠、化工、涂料、醫(yī)藥和國防等幾十個行業(yè)所必需的礦物原料。有報道稱，日本還有將高嶺土用于代替鋼鐵制造切削刀具、車床鉆頭和內(nèi)燃機(jī)外殼等方面應(yīng)用。特別是最近幾年，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，使得高嶺土的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，一些高新技術(shù)領(lǐng)域開始大量運(yùn)用高嶺土作為新材料，甚至原子反應(yīng)堆、航天飛機(jī)和宇宙飛船的耐高溫瓷器部件，也用高嶺土制成。中國是世界上最早發(fā)現(xiàn)和利用高嶺土的國家。遠(yuǎn)在3000年前的商代所出現(xiàn)的刻紋白陶，就是以高嶺土制成。目前我國高嶺土礦點(diǎn)有700多處，對200處礦點(diǎn)探明儲量為 30億噸，礦點(diǎn)較為分散。我國高嶺土資源的分布比較分散，品位不高，大多數(shù)為煤系高嶺土 (國外很少)，需要經(jīng)過煅燒或改性，用于造紙涂布有天然的局限性，而且煤系高嶺土由于屬于煤的伴生礦，難以大規(guī)模開采利用。在我國，非煤系高嶺土與煤系高嶺土儲量相當(dāng)，但絕大多數(shù)為管狀高嶺土，粘度大，不能用于造紙涂布。高嶺土是自然界中普遍存在的一種非金屬礦，過去一般用于生產(chǎn)陶瓷，耐火材料以及少量摻入塑料，橡膠中作填料.隨著國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域的日益發(fā)展，人們越來越重視高嶺土的深度加工，因為這樣不僅可以獲取新的具有特殊性能的材料，而且還可提高經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明為高嶺土充分利用提升其產(chǎn)業(yè)價值提供了一條切實(shí)可行的方法。、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)計界和業(yè)主的青睞。正是因為具有這些色澤美觀、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)用于中高檔級賓館、飯店、商場、寫字樓、車站、機(jī)場、住宅等建筑物中，用于內(nèi)、外墻、地面、臺面的裝飾裝潢以及市場上其它眾多的中高檔建筑如賓館、商場、 郵局、電信局、醫(yī)院、銀行、電力、城市建設(shè)等公共場所。在歐、美、俄、日國家，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)的國家如美國、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、商業(yè)大廈等各類高級場館中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用高嶺土生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，利用大量的高嶺土，經(jīng)簡單除雜加工后，用來生產(chǎn)微晶板材的配方和相應(yīng)的生產(chǎn)工藝，就是針對國內(nèi)大量的高嶺土作為主要原料，配以石英砂、重鈣，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，縮短晶化保溫時間，提高勞動生產(chǎn)率，節(jié)省能源。本發(fā)明利用高嶺土生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，利用資源豐富的高嶺土，經(jīng)簡單除雜后為原料，配以適量的石英砂、重鈣，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)純堿、工業(yè)硼砂、工業(yè)氧化鋅、著色劑、氧化劑、澄清劑等。高嶺土其主要成分二氧化硅(SiO2)含量4(Γ589 )，氧化鋁(Al2O3)含量32 48%。這些輔助原料合理的搭配使用對于生產(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)出白色、玉青色、 綠色、藍(lán)色、灰色、黃色、黑色等等各色系列微晶板材。本發(fā)明利用高嶺土生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，利用高嶺土為原料，配以適量的石英砂、重鈣，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--起，混拌均勻石英砂粒度0.1 -心 0. 7mm42 --50%重鈣粒度0.1 一 2. 2mm25 ‘ 33%高嶺土粒度0. 01 , 1. 2mm8 ‘ 16%工業(yè)純堿3. 5 --10%工業(yè)硼砂0 5. 5%工業(yè)碳酸鋇0 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 5%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 1550 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，時間3 10小時，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)品各項綜合性能指標(biāo)得到大幅度提高。


圖1為本發(fā)明利用長石生產(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8、磨拋9、切割10、檢驗 11、包裝12、成品13組成。用本發(fā)明利用高嶺土生產(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 ‘ 620mpa吸水率<0.05%抗折強(qiáng)度38 ‘72 mpa耐堿率>96%
本發(fā)明利用高嶺土生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，利用大量的高嶺土，配以石英砂 (粉)、重鈣砂(粉)為主要原料，其中不用再添加工業(yè)氧化鋁或氫氧化鋁，降低了生產(chǎn)成本的同時，也降低了原料熔化時的溫度，達(dá)到節(jié)省能源的目的，這樣生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)微晶板材時，大大降低原料成本和節(jié)約能源，可連續(xù)生產(chǎn)，從而提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)量提高，提高企業(yè)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)43.08% 重鈣27.03% 高嶺土12.75%
工業(yè)碳酸鋇 5.09%工業(yè)純堿 5.07% 工業(yè)氧化鋅 3.04%
工業(yè)硼砂 2. 14%氧化劑1. 5% 澄清劑0. 3%
著色劑0%
將上述原料混合在一起混拌均勻，放入熔化爐內(nèi)經(jīng)1450°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，晶化保溫時間60分鐘，然后退火冷卻，冷卻至200°C，時間5小時，出窯后經(jīng)脫模、研磨、拋光、切割得到白色微晶板材成品。實(shí)施例二
石英砂(粉)43. 25% 重鈣25.53% 高嶺土14.91%
工業(yè)碳酸鋇 4.01%工業(yè)純堿 4.08% 工業(yè)氧化鋅 3.02%
工業(yè)硼砂 2. 20%氧化劑1. 5% 澄清劑0. 3%
著色劑1. 2%
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1160°C進(jìn)行晶化，晶化保溫時間50分鐘，然后退火冷卻，冷卻至200°C，時間5小時，出窯后經(jīng)脫模、研磨、拋光、切割得到淺黃色微晶板材成品。實(shí)施例三
石英砂(粉)44.66% 重鈣27.55% 高嶺土10.97%
工業(yè)碳酸鋇 5.01%工業(yè)純堿 4.90% 工業(yè)氧化鋅 3.；35%
工業(yè)硼砂 2. 15%氧化劑1.0% 澄清劑0. 2%
著色劑0. 2%
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1180°C進(jìn)行晶化，晶化保溫時間40分鐘，然后退火冷卻，冷卻至200°C，時間5小時，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.利用高嶺土生產(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，混拌均勻石英砂粒度0. 1 0. 7mm 42 50%重鈣粒度0. 1 2. 2mm 25 33%高嶺土粒度0. 01 1. 2mm 8 16%工業(yè)純堿3. 5 10%工業(yè)硼砂0 5. 5%工業(yè)碳酸鋇0 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 5%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 1550 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，時間3 10小時，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)加工處理對微晶毛板進(jìn)行研磨、拋光、切割，包裝為成品，待售。
2.2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高嶺土生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，其特征在于要配以適量的石英砂、重鈣，同時要求如下高嶺土的粒度在0. 01 1. 2mm最為適宜；高嶺土其主要成分二氧化硅(SiO2)含量4(Γ589 )，氧化鋁(Al2O3)含量32、8%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高嶺土生產(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所述的利用高嶺土生產(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8、磨拋9、切割10、檢驗11、包裝12、成品13組成；用本發(fā)明利用高嶺土生產(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 ‘一 8. 5光澤度>90光澤單位抗拉強(qiáng)度320 ‘ 620mpa吸水率<0.05%抗折強(qiáng)度38 ‘72 mpa耐堿率>96% ο
全文摘要
本發(fā)明利用高嶺土生產(chǎn)微晶板材的配方和生產(chǎn)工藝，配方包括高嶺土、石英砂、重鈣、工業(yè)純堿、工業(yè)碳酸鋇、工業(yè)氧化鋅、工業(yè)硼砂、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)1420~1550℃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、包裝后即得各色系列的微晶板成品，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，晶化時間短，生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品合格率高，節(jié)省能源等特點(diǎn)。
文檔編號C03B32/02GK102557451SQ201110438538
公開日2012年7月11日 申請日期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 申請人:淄博鈺晶新型材料科技有限公司