專利名稱：黑色微晶玻璃的制造及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于微晶玻璃的制造及方法，屬于微晶玻璃領(lǐng)域。
黑色微晶玻璃材料不僅色澤較純，顏色的均勻性和一致性好，而且具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能，因此可以代替稀貴的黑色花崗巖用作各類建筑物的室內(nèi)外耐久性的高級飾面材料。此外，還可用作工、礦企業(yè)的耐磨、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕和電絕緣的貼面材料或其它構(gòu)件。
曾報導(dǎo)了應(yīng)用高爐渣、粉煤灰等工業(yè)廢料為主要原料之一制造白色、灰色或黑色的微晶玻璃的制造方法。
英國GB1，163，873報導(dǎo)了下列組成的玻璃(以重量百分比計)。
SiO240-63.5 TiO 0-1.5Al2O35-15 ZnO 0-3.5CaO 22-35 S(硫化物) 0-0.8Na2O 0.5-8 氟 0-7.2MgO 0-3.5 MnO 0-1.5Fe2O30-1.2制造白色、灰色或其它顏色的微晶玻璃，其特點是采用快速的熱處理制度，使其過程在2.5-3小時內(nèi)完成，其后上述專利發(fā)明人又以高爐渣為原料，采用上述范圍內(nèi)的玻璃組成，制造微晶玻璃(蘇聯(lián)專利Su 278，982)。
CN 85100521A曾報導(dǎo)應(yīng)用粉煤灰，硼砂廠及鈦白粉廠的廢渣制造黑色微晶玻璃，其實例的組成為SiO-46.82 Al2O3-26.66 Fe2O3-4.05FeO-4.1 CaO-2.4 MgO-11.14K2O-0.71 Na2O-0.96 TiO2-1.76B2O3-0.89 P2O5-0.35
其特點是應(yīng)用工業(yè)廢渣，產(chǎn)品具有高硬度(7-9級)。
在各類礦產(chǎn)的開采過程中產(chǎn)生大量的礦渣、尾砂，它們的日積月累對周圍的環(huán)境保護造成嚴(yán)重威脅。因此解決環(huán)境保護問題，變廢為寶成為一項刻不容緩的任務(wù)。
本發(fā)明的目的首先在于應(yīng)用礦渣、尾砂類型的二次資源為主要原料之一，并利用一般玻璃工業(yè)用的普通廉價的原料，制造優(yōu)質(zhì)、應(yīng)用面廣的黑色微晶玻璃。它既有益于環(huán)境保護，又可變廢為寶，開辟一個異常寬廣的原料源泉。因此具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。
本發(fā)明通過下列諸方面實施(1).玻璃的組成為SiO250-60 Al2O37-11CaO 17-26 R2O(Na2O+K2O) 6-11MgO 0-5 FeO+Fe2O32-6F-1-2.5 S 0.01-0.5(2).除了礦渣或尾砂外，采用石英砂、長石、石灰石、螢石等為原料，以鐵的化合物為著色劑和晶核劑。由于二次資源中已含有較高含量的鐵，因此可以少加著色劑。
(3).玻璃的熔煉溫度為1400-1500℃，該玻璃具有較好的成型性能，它適用于澆注、壓制、壓延等多種工藝。晶化采用二階段熱處理制度。第一階段(核化)的溫度為680-760℃，第二階段(晶化)溫度為840-920℃，熱處理在2.5小時左右完成。其結(jié)果可以制成純黑色，基本不變形的大型板材，其尺寸大于400×400×2(cm)。
材料具有優(yōu)良的物理化學(xué)性能和使用特性，可與天然的花崗巖相比美，部分性能甚至優(yōu)于后者，大大優(yōu)于天然大理石。因此可以代替天然石材，用作高級飾面材料，還可在工、礦企業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。具體性能見表1。
性能 單位 本發(fā)明材料 花崗巖 大理石密度 g/cm32.66-2.72 2.6-2.8 2.6-2.8抗彎強度 MPa 80-120 15 7.2抗壓強度 MPa 400-600 100-330 60-300抗沖擊強度 Kg·cm/cm22.8-4.0 1.4 0.77莫氏硬度 6.5-7 7 ～3吸水率 % 0 0.1-1.0 0.1-0.7本發(fā)明的主要特點在于(1).利用礦渣、尾砂類型的二次資源為主要原料之一，它不僅具有保護環(huán)境、變廢為寶的意義，而且原料價格低廉，來源充裕。
(2).雖然本發(fā)明所設(shè)計的配方中含有較大量的CaO、FeO之類使玻璃料性變短的成份，通過成份配比的調(diào)節(jié)，仍能賦于玻璃良好的成型性能，它能適用于多種玻璃成型的工藝，也能用它制成大尺寸的板材或一定形狀的異型構(gòu)件。
(3).本發(fā)明所利用的礦渣、尾砂中含有較大量鐵的特點，可以制成色澤較純、較均勻，且一致性好的黑色微晶玻璃。材料具有優(yōu)良的物化特性，可以替代較為稀貴的純黑色花崗巖和大理石。
(4).本發(fā)明采用了快速晶化工藝制度，尺寸為400×600×2(cm)的板材可在2.5小時左右完成晶化。
實施例1將某銅礦尾砂30份、長石50份、石英砂12份、螢石5份，碳酸鈉2份進行混合后，在1450℃熔制玻璃。熔得的玻璃即進入熱處理爐。第一階段熱處理在740℃/20分鐘進行，然后第二階段以10℃/分升溫至900℃，保溫30分鐘。然后冷卻至50℃以下取出。
玻璃的成份為(重量%)SiO2-56.5 Al2O3-10 CaO-19R2O-10 (FeO+Fe2O3)-5及少量的硫與氟。
實施例2配合料由某磷礦尾砂60份、長石35份、石英砂12份、螢石6份、石灰石12份、碳酸鉀2份混合而成。玻璃在1480℃熔制。第一階段熱處理為720℃/30分鐘，然后第二階段以8℃/分鐘的速度升至880℃，保溫40分鐘，玻璃的化學(xué)組成為(重量%)。
SiO2-50 Al2O3-8 CaO-25MgO-5 R2O-10 (FeO+Fe2O3)-2以及少量硫和氟。
以上二例所制得的玻璃性能均在表1范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種黑色微晶玻璃，主要組成包括SiO、AlO、FeO+FeO、RO(NaO+KO)、CaO、MgO，其特征在于玻璃的組成范圍為(wt%)SiO250--60 Al2O37--11 FeO+Fe2O32--6CaO 17--26 MgO 0--5 R2O(Na2O+K2O) 6--11F-1--2.5 S 0.01--0.5
2.按權(quán)利要求1所述的微晶玻璃，其特征在于采用礦渣，尾砂類型的二次資源，利用這種原料中含有一定量鐵的特點，可以不加或少加其它晶核劑和著色劑。
3.按權(quán)利要求1所述的微晶玻璃的制造方法，其特征在于二階段熱處理，即第一階段的溫度為680-760℃，第二階段溫度為840-920℃，熱處理在2.5小時內(nèi)完成。
全文摘要
本發(fā)明屬于微晶玻璃材料的制造方法，其特征在于采用礦渣、尾砂類型的二次資源為主要原料之一制造黑色微晶玻璃，玻璃的組成為(wt％)。SiOCaO 17－26 FeO+FeMgO 0－5 R2O(KF- 1－2.5 S 0.01－0.5并分二階段熱處理。熱處理過程可在2.5小時左右完成，所制得的材料具有與花崗巖相似的物理、化學(xué)特性，部分性能優(yōu)于花崗巖。
文檔編號C03C10/06GK1056857SQ9010286
公開日1991年12月11日 申請日期1990年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1990年5月26日
發(fā)明者沈定坤, 張干城, 王開泰, 李漢良, 陳幼新 申請人:中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所