一種利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種尾礦微晶玻璃板的生產(chǎn)方法，具體是一種利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法。為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)在回收螢石尾礦上的不足，本發(fā)明提供了一種利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法。所述方法包括下述步驟：(1)配料，(2)熔料，(3)澄清冷卻，(4)壓制成型，(5)熱處理，(6)切割拋光。本發(fā)明提供的方法在解決螢石尾礦污染，改善礦山環(huán)境的同時，生產(chǎn)出性能優(yōu)異，具有高附加值的微晶玻璃產(chǎn)品。
【專利說明】一種利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種尾礦微晶玻璃板的生產(chǎn)方法，具體是一種利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法。

【背景技術(shù)】
[0002]微晶玻璃，由天然無機(jī)材料經(jīng)高溫熔化得到玻璃體后，再通過玻璃再結(jié)晶工藝，將原來單一的玻璃相組織轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒕嗯c玻璃相均勻分布的多相組織，這也使得它具有短程有序，長程無序的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此微晶玻璃同時具備玻璃與陶瓷的優(yōu)點(diǎn)，且各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于天然石材和其他人造石材，且不含放射性元素，無輻射污染，被譽(yù)為二十一世紀(jì)綠色環(huán)保建筑材料。
[0003]螢石尾礦是螢石礦選礦中分選礦石作業(yè)的副產(chǎn)品，即是氟化鈣含量最低的那部分礦石。由于經(jīng)濟(jì)原因，螢石尾礦不宜進(jìn)一步進(jìn)行分選，因此，礦山企業(yè)在選礦完成后，將螢石尾礦當(dāng)做廢渣、礦渣處理，多以泥漿形式外排，日積月累便形成了螢石尾礦庫。尾礦庫占地面積極大，而且具有很大的安全隱患，極易發(fā)生山體滑坡，如果遇上下雨天氣還易發(fā)生泥石流。另外，尾礦庫中富含的選礦藥劑會滲透到地下，對環(huán)境、地下水會造成極大的污染，因此，對尾礦的處理是我國生產(chǎn)者面臨的一個重大問題。螢石尾礦中大部分是硅酸鹽成分，與微晶玻璃所需要的成分類似，因而有可能采用螢石尾礦作為原料，通過添加部分化工原料而生產(chǎn)出具有高耐磨性、高抗腐蝕性和高強(qiáng)度的微晶玻璃材料。
[0004]如中國專利申請201210352021.0(
【公開日】為:2013年I月2日)公開了一種利用螢石尾礦生產(chǎn)蒸壓磚的方法，所述方法為:分離出大于0.1mm的螢石尾礦顆粒進(jìn)行脫泥、脫藥后，與石灰按照88:12的質(zhì)量比混合，再加水進(jìn)行消化，消化后的物料經(jīng)攪拌、壓制成型，再送入蒸壓釜進(jìn)行蒸壓，制得所述蒸壓磚。
[0005]又如中國專利申請200710178955.6(
【公開日】為:2008年5月28日)公開了一種利用含螢石尾礦制備硅酸鹽水泥熟料的方法，涉及硅酸鹽水泥熟料的制備。將含CaF2重量百分比4-35%的尾礦經(jīng)過破碎與CaCO3和Al2O3按照32-34%、65-67%、0.2_1%的重量百分比混合，分段升溫至1200-1300°C煅燒，機(jī)械研磨后過0.074mm標(biāo)準(zhǔn)篩，即得到水泥熟料。
[0006]上述現(xiàn)有的方法雖然可以有效處理螢石尾礦，但是處理方法復(fù)雜，且所得產(chǎn)品為低附加值的水泥、蒸壓磚，無法提高螢石尾礦回收利用過程中的經(jīng)濟(jì)效益。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)在回收螢石尾礦上的不足，本發(fā)明提供了一種利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，在解決螢石尾礦污染，改善礦山環(huán)境的同時，生產(chǎn)出性能優(yōu)異，具有高附加值的微晶玻璃產(chǎn)品。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0009]本發(fā)明提供一種利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，所述方法包括下述步驟:
[0010](I)配料:所述方法包括下述原料:螢石尾礦、改質(zhì)劑、澄清劑、著色劑，將原料按配比混合均勻待用；
[0011](2)熔料:將步驟(1)得到的原料加入玻璃熔窯中升溫至1400-1600°c，熔制l-4h ；
[0012](3)澄清冷卻:將步驟(2)得到的玻璃熔液通入澄清冷卻池中，在澄清冷卻池中冷卻至1000-1300°C，保溫0.1-1h ;這一步驟中的具體溫度根據(jù)原料流動性而定，這一步驟用來先降溫、之后保溫，使玻璃液成分均勻。冷卻池的主要目的是將玻璃熔液冷卻至可以壓制的溫度，并且使玻璃熔液的溫度均勻，使玻璃熔液有流動性而又不會破壞壓延機(jī)。直接在1500°C壓延對壓延機(jī)損害大。
[0013](4)壓制成型:將步驟(3)得到的玻璃熔液通入壓延機(jī)中壓制成微晶玻璃板胚體；
[0014](5)熱處理:將步驟⑷得到的微晶玻璃板胚體送入窯爐中熱處理，冷卻后得到原始微晶玻璃板；
[0015](6)切割拋光:對原始微晶玻璃板進(jìn)行切割、拋光，得到成品微晶玻璃板。
[0016]上述步驟(2)中所述的熔制過程是讓配料反應(yīng)，主要是產(chǎn)生硅酸鹽類等構(gòu)成玻璃的物質(zhì)。熔制過程也可稱為保溫過程。
[0017]上述熱處理過程中，所述窯爐包括核化區(qū)、晶化區(qū)、退火冷卻區(qū)。
[0018]進(jìn)一步的， 上述步驟(6)中，原始微晶玻璃板在冷卻至室溫后通過輥道進(jìn)入切割拋光區(qū)，按要求進(jìn)行切割、拋光，得到成品微晶玻璃板。
[0019]進(jìn)一步的，所述方法使用的原料中:所述螢石尾礦含量為40-80%，改質(zhì)劑含量為20-60%，澄清劑含量占螢石尾礦及改質(zhì)劑總量的0-10%，著色劑占螢石尾礦及改質(zhì)劑總量的0-10%，所述含量為質(zhì)量百分含量。所述螢石尾礦和改質(zhì)劑的總量為100%。
[0020]進(jìn)一步的，所述螢石尾礦含量為40-80%，改質(zhì)劑含量為20-60%，澄清劑含量占螢石尾礦及改質(zhì)劑總量的0-5%，著色劑占螢石尾礦及改質(zhì)劑總量的0-5%，所述含量為質(zhì)量百分含量。
[0021]進(jìn)一步的，所述螢石尾礦含量為65%，改質(zhì)劑含量為35%。進(jìn)一步的，澄清劑含量為2-3 %，著色劑含量為0-3 %。
[0022]進(jìn)一步的，所述改質(zhì)劑包括方解石，鉀長石，和碳酸鋇。
[0023]進(jìn)一步的，所述改質(zhì)劑包括方解石，鉀長石，和碳酸鋇；所述方解石的含量是10-15%,所述鉀長石的含量是3-10%,所述碳酸鋇的含量是5-10%。
[0024]進(jìn)一步的，所述改質(zhì)劑包括方解石，鉀長石，碳酸鋇，氧化鋁，硝酸鈉，氧化鋅。
[0025]進(jìn)一步的，所述方解石的含量是10%,所述鉀長石的含量是3-10%,所述碳酸鋇的含量是5-8 %，氧化鋁的含量是0-5 %，硝酸鈉的含量是5-10 %，氧化鋅的含量是2 %。
[0026]進(jìn)一步的,所述螢石尾礦含量為65%,所述方解石的含量是10%,所述鉀長石的含量是10 %,所述碳酸鋇的含量是8 %,硝酸鈉的含量是5 %,氧化鋅的含量是2 %。進(jìn)一步的，澄清劑含量為3%，著色劑含量為3%。
[0027]進(jìn)一步的，所述的螢石尾礦的成分及各成分的質(zhì)量百分含量如下=S12的含量為70-85%, CaO的含量為1-8 %，MgO的含量為1-7 %，Al2O3的含量為3-20 %，F(xiàn)eO的含量為
1-5%，氟化鈣的含量為0-10%，其它成分的含量為0-1 %。
[0028]進(jìn)一步的，所述的螢石尾礦的成分及各成分的質(zhì)量百分含量如下=S12的含量為80-85%, CaO的含量為4_6%，MgO的含量為2_3%，Al2O3的含量為3_6%，F(xiàn)eO的含量為
1-4%,氟化鈣的含量為2-4%,其它成分的含量為I%。
[0029]進(jìn)一步的，所述的螢石尾礦的成分及各成分的質(zhì)量百分含量如下=S12的含量為80-83%, CaO的含量為4_6%，MgO的含量為2_3%，Al2O3的含量為3_6%，F(xiàn)eO的含量為
2-4%,氟化鈣的含量為2-3%,其它成分的含量為I%。
[0030]進(jìn)一步的，所述的螢石尾礦的成分及各成分的質(zhì)量百分含量如下=S12的含量為82%, CaO的含量為5%，MgO的含量為3%，Al2O3的含量為3%，F(xiàn)eO的含量為4%，氟化鈣的含量為2%,其它成分的含量為I %。
[0031]進(jìn)一步的，所述的改質(zhì)劑(也稱為成分改質(zhì)劑)選自高爐渣，鉀長石，鈉長石，方解石，粘土，硝酸鈉，硅藻土，高嶺土，碳酸鋇，陶土，鋰輝石，氧化鋁，氧化鋅，電廠灰，硼砂，粉煤灰，生活污泥，高爐鈦渣中的一種或多種。
[0032]改質(zhì)劑的添加量根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的成分要求、改質(zhì)劑的價格、及來源途徑確定。
[0033]進(jìn)一步的，所述的著色劑選自Cr203、Cu2O, CoO、N1、Fe2O3以及稀土元素氧化物中的一種或多種。
[0034]進(jìn)一步的，所述的澄清劑選自白砒、氧化銻、硝酸鈉、硝酸銨、二氧化鈰中的一種或多種。
[0035]進(jìn)一步的，所述的澄清劑是氧化銻。
[0036]進(jìn)一步的，所述熱處理過程中:
[0037]微晶玻璃板胚體通過輥道進(jìn)入窯爐核化區(qū)，在核化區(qū)中，以6_15°C /min的加熱速度升溫至580-720°C，并保溫0.1-1.5h ；
[0038]進(jìn)入晶化區(qū)，以5-10°C /min的加熱速度升溫至1000-1180°C保溫，并保溫l_3h ；
[0039]進(jìn)入退火冷卻區(qū)，以10-15°C /min的速度降至550-600°C，保溫0.1-1h ;然后以15-20°C /min的速度降至100°C以下，通過輥道離開窯爐，得到原始微晶玻璃板。
[0040]進(jìn)一步的，在熔料步驟中:將步驟⑴得到的原料加入玻璃熔窯中升溫至1450-1560°C，熔制 2h ；
[0041]在澄清冷卻步驟中:將步驟(2)得到的玻璃熔液通入澄清冷卻池中，在澄清冷卻池中冷卻至1150-1200°C，保溫0.3-0.5h ；
[0042]在熱處理步驟中:微晶玻璃板胚體通過輥道進(jìn)入窯爐核化區(qū)，在核化區(qū)中，以10-1 TC /min的加熱速度升溫至580_720°C，并保溫1-1.5h ；
[0043]進(jìn)入晶化區(qū)，以5_8°C /min的加熱速度升溫至1100_1180°C保溫，并保溫2h ；
[0044]進(jìn)入退火冷卻區(qū)，以10-13°C /min的速度降至550_600°C，保溫0.5h ;然后以15°C /min的速度降至100°C以下，通過輥道離開窯爐，得到原始微晶玻璃板。
[0045]進(jìn)一步的，在熔料步驟中:將步驟(1)得到的原料加入玻璃熔窯中升溫至1500°C，熔制2h ；
[0046]在澄清冷卻步驟中:將步驟(2)得到的玻璃熔液通入澄清冷卻池中，在澄清冷卻池中冷卻至1200。。，保溫0.3h ；
[0047]在熱處理步驟中:微晶玻璃板胚體通過輥道進(jìn)入窯爐核化區(qū)，在核化區(qū)中，以10C /min的加熱速度升溫至630°C，并保溫Ih ；
[0048]進(jìn)入晶化區(qū)，以7V /min的加熱速度升溫至1100°C保溫，并保溫2h ；
[0049]進(jìn)入退火冷卻區(qū)，以12°C /min的速度降至580°C，保溫0.5h ;然后以15°C /min的速度降至100°c以下，通過輥道離開窯爐，得到原始微晶玻璃板。
[0050]進(jìn)一步的，壓制成型步驟中的壓延機(jī)具有冷卻系統(tǒng)，熱處理步驟中的窯爐為輥道窯爐。
[0051]進(jìn)一步的，所述利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法中，所述壓延機(jī)為具有冷卻系統(tǒng)的壓延機(jī)，壓延機(jī)可根據(jù)要求生產(chǎn)出厚度為5-80mm、寬度為500-1500mm和任意長度的產(chǎn)品，所述窯爐為輥道窯爐，窯爐由核化區(qū)、晶化區(qū)、退火冷卻區(qū)組成，產(chǎn)品在輥道上依次通過上述熱處理區(qū)域。
[0052]進(jìn)一步的，在上述壓制成型過程中:
[0053]澄清冷卻池中的玻璃熔液在溫度穩(wěn)定后，通過一個平臺流入壓延機(jī)的兩個大軸輥之間的間隙，由兩個軸輥上下擠壓成板胚，平臺的寬度可以調(diào)節(jié)，軸輥的間距可以調(diào)節(jié)，以此來控制板胚的寬度和厚度，軸輥中間通有冷卻水來控制軸輥的溫度，軸輥溫度范圍為900-1000°C，板胚在剛離開軸輥時的溫度范圍為800-900°C，在兩個大軸輥后面有由很多滾軸組成的輸送帶(也稱為輥道)，板胚由軸輥擠壓成型后直接由滾軸輸送帶運(yùn)送進(jìn)輥道窯爐中，進(jìn)輥道窯爐前胚體的溫度大致為500°C左右，通過調(diào)節(jié)輥道的輸送速度來調(diào)節(jié)入爐前的溫度。所述滾軸未設(shè)置冷卻設(shè)備，只用來輸送微晶板胚。
[0054]軸輥和滾軸輸 送帶都是由耐高溫材料，例如不銹鋼制成。
[0055]所述熱處理過程中:完成熱處理的窯爐(也稱晶化窯)是輥道晶化窯，輥道晶化窯的長度為138-300米，滾軸寬1.4-2.0米，滾軸形成的輥道兩側(cè)設(shè)置有30cm長的加熱室，故窯爐寬2.0-2.6米，每個加熱室的溫度可以調(diào)節(jié)，以此來控制胚體在不同溫度下的保溫時間，完成核化、晶化、退火冷卻3個熱處理步驟。
[0056]在切割拋光過程中:切割是在出窯爐后進(jìn)行的，切割工序依然是在滾軸輸送帶(也稱為輥道)上進(jìn)行的，微晶玻璃板由滾軸輸送帶從晶化窯中輸送出來，離開窯爐的溫度為100°C以下，切割機(jī)可以順著輸送帶前后移動，當(dāng)微晶玻璃板前端頂住切割機(jī)時，切割機(jī)便會隨著移動，然后按要求長度切割，在切割完一塊后，由機(jī)械臂將切割好的微晶玻璃板移入架子上空冷至常溫，然后進(jìn)行拋光，在完成一次切割后，切盤會升起，切割機(jī)會繼續(xù)頂住由窯爐出來的微晶玻璃板完成下一次切割。
[0057]進(jìn)一步的，上述切割步驟也可以在微晶玻璃板冷卻至常溫后進(jìn)行。
[0058]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0059]1、本發(fā)明利用螢石尾礦生產(chǎn)的微晶玻璃板具有勝于天然石材的強(qiáng)度、耐磨性、耐酸、耐堿、耐化學(xué)腐蝕等性能，且沒有放射性，對人體無害，比利用化工原料生產(chǎn)微晶玻璃板成本更低。
[0060]2、本發(fā)明解決了螢石尾礦污染環(huán)境、占用大量土地和具有安全隱患等問題，利用其生產(chǎn)微晶玻璃板，提升了螢石尾礦的利用價值，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0061]圖1為本發(fā)明提供的利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0062]為了更易理解本發(fā)明的技術(shù)方案及所能達(dá)成的功能特征和優(yōu)點(diǎn)，下文將本發(fā)明的較佳的實(shí)施例，并配合附圖做詳細(xì)說明。
[0063]如圖1所示，本發(fā)明提供的利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，包括下述步驟:
[0064](I)配料:將原料按配比混合均勻待用；
[0065](2)熔料:將步驟⑴得到的原料加入玻璃熔窯中熔制l_4h ；
[0066](3)澄清冷卻:將步驟(2)得到的玻璃熔液通入澄清冷卻池中，在澄清冷卻池中冷卻至1000-1300°c，保溫0.1-1h ;這一步驟用來降溫，并使玻璃液成分均勻；
[0067](4)壓制成型:將步驟(3)得到的玻璃熔液通入壓延機(jī)中壓制成微晶玻璃板胚體；
[0068](5)熱處理:將步驟(4)得到的微晶玻璃板胚體送入窯爐中熱處理，冷卻后得到原始微晶玻璃板；
[0069](6)對步驟(5)得到的原始微晶玻璃板進(jìn)行切割、研磨、拋光。
[0070]按照本發(fā)明提供的方法制備微晶玻璃板。
[0071]下面表1為實(shí)施例中所使用的螢石尾礦的成分組成。
[0072]下面表2為實(shí)施例提供的方法中的原料成分及組成。
[0073]下面表3為本發(fā)明實(shí)施例及對比例提供的微晶玻璃板主要性能檢測結(jié)果。
[0074]表1實(shí)施例1-6中使用的螢石尾礦的成分組成
[0075]

【權(quán)利要求】
1.一種利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟: (1)配料:所述方法包括下述原料:螢石尾礦、改質(zhì)劑、澄清劑、著色劑，將原料按配比混合均勻待用； (2)熔料:將步驟(1)得到的原料加入玻璃熔窯中升溫至1400-1600°C，熔制l_4h； (3)澄清冷卻:將步驟(2)得到的玻璃熔液通入澄清冷卻池中，在澄清冷卻池中冷卻至1000-1300°C，保溫 0.1-1h ； (4)壓制成型:將步驟(3)得到的玻璃熔液通入壓延機(jī)中壓制成微晶玻璃板胚體； (5)熱處理:將步驟(4)得到的微晶玻璃板胚體送入窯爐中熱處理，冷卻后得到原始微晶玻璃板； (6)切割拋光:對原始微晶玻璃板進(jìn)行切割、拋光，得到成品微晶玻璃板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，其特征在于，所述方法使用的原料中:所述螢石尾礦含量為40-80%，改質(zhì)劑含量為20-60%，澄清劑含量占螢石尾礦及改質(zhì)劑總量的0-10%，著色劑占螢石尾礦及改質(zhì)劑總量的0-10%，所述含量為質(zhì)量百分含量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，其特征在于，所述螢石尾礦含量為65 %，改質(zhì)劑含量為35 %。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，其特征在于，所述改質(zhì)劑包括方解石，鉀長石，和碳酸鋇；所述方解石的含量是10-15%，所述鉀長石的含量是3-10%,所述碳酸鋇的含量是5-10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，其特征在于，所述的螢石尾礦的成分及各成分的質(zhì)量百分含量如下:Si02的含量為70-85%, CaO的含量為1-8%，MgO的含量為1-7%，Al2O3的含量為3-20%，F(xiàn)eO的含量為1_5%，氟化鈣的含量為0-10%，其它成分的含量為0-1%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，其特征在于，所述的改質(zhì)劑(也稱為成分改質(zhì)劑)選自高爐渣，鉀長石，鈉長石，方解石，粘土，硝酸鈉，硅藻土，高嶺土，碳酸鋇，陶土，鋰輝石，氧化鋁，氧化鋅，電廠灰，硼砂，粉煤灰，生活污泥，高爐鈦渣中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，其特征在于，所述的著色劑選自Cr203、Cu20、Co0、NiCKFe2O3以及稀土元素氧化物中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，其特征在于，所述的澄清劑選自白砒、氧化銻、硝酸鈉、硝酸銨、二氧化鈰中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，其特征在于，所述熱處理過程中: 微晶玻璃板胚體通過輥道進(jìn)入窯爐核化區(qū)，在核化區(qū)中，以6-15°C /min的加熱速度升溫至 580-720 0C，并保溫 0.1-1.5h ； 進(jìn)入晶化區(qū)，以5-10°C /min的加熱速度升溫至1000-1180°C保溫，并保溫l_3h ； 進(jìn)入退火冷卻區(qū)，以10-15 °C /min的速度降至550-600°C，保溫0.1-1h ;然后以15-20°C /min的速度降至100°C以下，通過輥道離開窯爐，得到原始微晶玻璃板。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用螢石尾礦生產(chǎn)微晶玻璃板的壓延工藝方法，其特征在于，步驟(4)中所述壓延 機(jī)具有冷卻系統(tǒng)，步驟(5)中所述窯爐為輥道窯爐。
【文檔編號】C03C6/00GK104071984SQ201410345583
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】吳克誠, 陳懷冰, 鄧釋禪 申請人:北京璞晶科技有限公司