一種鎳渣制備黑色玻璃的工藝的制作方法
【專利摘要】一種鎳渣制備黑色玻璃的工藝，以冶鎳熔渣(簡(jiǎn)稱鎳渣)為主要原料，適當(dāng)添加高嶺土、石英砂、碳酸鈉等原料，依據(jù)普通玻璃的制備方法，高溫熔制而成。與普通黑色玻璃相比，本黑色玻璃的制備不需要使用著色劑，也不需要復(fù)雜的配方計(jì)算和復(fù)雜的熱工制度，僅需在鎳渣中添加少量的高嶺土、石英砂和碳酸鈉，采用制備普通玻璃的熱工制度，即可以制備出色澤純正、工藝性能優(yōu)良、成本低廉的黑色玻璃。該發(fā)明充分利用了鎳渣中的硅、鈣、鎳、鐵、鎂等元素，既固化了冶鎳熔渣，使鎳渣無(wú)害化并變廢為寶，又制備出了應(yīng)用范圍廣泛品質(zhì)優(yōu)良的黑色玻璃。
【專利說(shuō)明】-種鎳渣制備黑色玻璃的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于普通玻璃材料制備領(lǐng)域，涉及一種利用工業(yè)廢棄物冶鎳熔渣（簡(jiǎn)稱鎳 渣）制備黑色玻璃的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由紅土鎳礦提煉鎳鐵后排放的冶鎳熔渣（鎳渣）產(chǎn)量很大，該鎳渣除了含有較多 量的硅、鎂、鈣元素外，還含有少量的鎳鐵等重金屬雜質(zhì)。
[0003] 特殊的冶鎳熔渣成分，使鎳渣的綜合應(yīng)用比較少，大部分直接堆放或用于鋪路材 料，存在潛在的環(huán)境危害，鎳渣的價(jià)值也沒(méi)有得到體現(xiàn)。
[0004] 鎳渣中含有大量的硅鈣鎂等元素，是構(gòu)成普通玻璃的主要元素；鎳渣中含有的鎳、 鐵等元素，是黑色玻璃著色劑的主要組成元素。
[0005] 利用鎳渣制備黑色玻璃材料，既固化了其中的有害重元素，又開(kāi)發(fā)了新的玻璃原 料，提升了鎳渣的價(jià)值，還能避免潛在的環(huán)境危險(xiǎn)，增加鎳鐵企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
[0006] 黑色玻璃材料是一種重要的裝飾玻璃材料，也是一種重要的功能玻璃材料，廣泛 用于建筑裝飾、機(jī)械電器面板、電器元件封裝、人造飾品等領(lǐng)域。
[0007] 與普通玻璃材料的制備相比，黑色玻璃的制備，需要根據(jù)玻璃的化學(xué)成分和制備 工藝選擇使用不同種類的著色劑和不同的輔助助劑，采用不同的熔制工藝制度，因此黑色 玻璃的制備工藝較復(fù)雜，成本相對(duì)較高。
[0008] 目前對(duì)有色玻璃的研究較多，但是對(duì)黑色玻璃的研究相對(duì)較少。相關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道， 鈷鎳的混合著色能產(chǎn)生透紫外光的黑色玻璃，采用Co、Mn0、Fe 302的混合著色也能產(chǎn)生黑色 微晶玻璃，還可以采用Fe302、C〇 203、Ni2O3著色劑在CaO-Al2O 3-SiO2系玻璃中制作一系列黑 色微晶玻璃。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明針對(duì)目前低成本高品質(zhì)黑色玻璃的需求，采用紅土鎳礦提煉鎳鐵后排放的 鎳渣為主要原料，適當(dāng)添加高嶺土、石英砂、碳酸鈉等天然和化工原料，簡(jiǎn)單機(jī)械混合后制 成黑色玻璃配合料。將這種配合料裝入耐火容器中，采用常規(guī)熔制和退火工藝，適當(dāng)調(diào)整熔 制溫度制度和退火溫度制度，即可獲得高品質(zhì)的黑色玻璃材料。
[0010] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案是： 1) 、選用紅土鎳礦提煉鎳鐵后排放的冶鎳熔渣（鎳渣）為主要原料，該鎳渣的化 學(xué)成分含量范圍見(jiàn)表1，再適當(dāng)添加高嶺土、石英砂和碳酸鈉，其中，鎳渣的加入量為 25-60wt %，高嶺土的加入量為10-40wt %，石英砂的加入量為0-40wt %，碳酸鈉的加入量 為 10-20wt%。 2) 、按配方分別稱量鎳渣、高嶺土、石英砂和碳酸鈉，簡(jiǎn)單機(jī)械混合制成配合料。 3) 、將配合料裝入耐火容器中，在熔爐中加熱熔制，形成黑色玻璃熔體。 4) 、上述黑色玻璃熔體的熔制溫度制度為，按1_5°C /分鐘的升溫速度由常溫加熱到最 高熔制溫度，最高熔制溫度為1350-1550°C，在最高熔制溫度保溫1-3小時(shí)。 5) 、將獲得的黑色玻璃熔體急冷至成型溫度，進(jìn)行玻璃制品的成型，成型好的玻璃制品 在600-800°C保溫0. 5-3小時(shí)進(jìn)行退火，然后自然冷卻至室溫，獲得黑色玻璃成品。 6) 、還可以將獲得的黑色玻璃熔體倒入冷水中，急冷形成黑色玻璃顆粒。 表1鎳渣平均化學(xué)成分含量表

【權(quán)利要求】
1. 一種黑色玻璃材料，其特征在于采用紅土鎳礦提煉鎳鐵排放的冶鎳熔渣（鎳渣）為 主要原料，鎳渣含量范圍為25-60wt%，再適量添加10-40wt%的高嶺土，0-40wt%的石英 砂和10-20wt %的碳酸鈉，簡(jiǎn)單機(jī)械混合后經(jīng)高溫熔制而成。
2. 按權(quán)利要求1所述的黑色玻璃材料，其特征在于該黑色玻璃材料的熔制工藝制 度為，將配合料按1_5°C /分鐘的升溫速度由常溫加熱到最高熔制溫度，最高熔制溫度為 1350-1550°C，在最高熔制溫度保溫1-3小時(shí)。
3. 按權(quán)利要求1所述的黑色玻璃材料，其特征在于該黑色玻璃材料的熔體，可以直接 成型成玻璃制品，玻璃制品的退火冷卻溫度制度為，在600-800°C保溫0. 5-3小時(shí)，然后自 然冷卻至室溫。
【文檔編號(hào)】C03C4/02GK104402225SQ201410587074
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】張?chǎng)? 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)