[发明专利]低硅铁尾矿制备的Si-Al-Ca系微晶玻璃及方法

说明书

技术领域

本发明涉及微晶玻璃的制备领域，特别涉及低硅铁尾矿制备的Si-Al-Ca系微晶玻璃及方法。

背景技术

微晶玻璃(CRYSTOE and NEOPARIES)又称微晶玉石或陶瓷玻璃。是综合玻璃，是一种新型的建筑材料，它的学名叫做玻璃水晶。微晶玻璃和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而微晶玻璃像陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃韧性强。

微晶玻璃集中了玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点，优于天然石材和陶瓷，可用于建筑幕墙及室内高档装饰，还可做机械上的结构材料，电子、电工上的绝缘材料，大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等。是21世纪具有发展前途的新型材料。

目前制备微晶玻璃主要利用纯化工原料或者碎玻璃制备，也有运用铁尾矿制备微晶玻璃的成功例子，如参考文件1，主要限于高硅铁尾矿(SiO₂＞45％)，对于利用低硅铁尾矿制备微晶玻璃还属于空白。

参考文件：

1.[申请公布号]CN102992622A,[申请公布日]2013.03.27，[发明名称]Ca-Si-Al系微晶玻璃制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低硅铁尾矿制备的Si-Al-Ca系微晶玻璃及方法，不仅提高了低硅铁尾矿的利用率，同时制成的Si-Al-Ca系微晶玻璃具有良好地抗折和抗弯性能。

本发明的目的是这样实现的，低硅铁尾矿制备的Si-Al-Ca系微晶玻璃，以质量百分比计，由以下原料制成：

低硅铁尾矿35％-45％、石英砂25％-35％、石灰石12％-20％、纯碱4％-6％、硝酸钠3％-5％、氧化锌2％-7％、碳酸钡2％-5％、硼砂0.5％-1％、氧化锑0.5％-1％；

其中，所述低硅铁尾矿中包括以下原料成分：二氧化硅35％以下、氧化铝18％-23％、三氧化二铁8％-12％、氧化钙8％-10％、氧化钛1％-3％、氧化钾1％-3％、氧化钠2％-3％，余量为杂质。

进一步地，以质量百分比计，由以下原料制成：

低硅铁尾矿37％-43％、石英砂28％-33％、石灰石14％-18％、纯碱4.5％-5％、硝酸钠3.4％-4.5％、氧化锌3％-4％、碳酸钡3％-4％、硼砂0.6％-0.8％、氧化锑0.6％-0.7％；

其中，所述低硅铁尾矿中包括以下原料成分：二氧化硅30％-35％、氧化铝19％-21％、三氧化二铁9％-11％、氧化钙8.5％-9.5％、氧化钛1.5％-2.5％、氧化镁2％-3％、氧化钾1.5％-2.5％、氧化钠2.5％-2.7％，，余量为杂质。

制备低硅铁尾矿制备Si-Al-Ca系微晶玻璃的方法，包括以下制备步骤：

(1)将预设比例的低硅铁尾矿、石英砂、石灰石、纯碱、硝酸钠、氧化锌、碳酸钡、硼砂、氧化锑混合均匀；

(2)将混合均匀的原料升温加热到1400-1500℃，保温1-1.5小时，制得玻璃液；

(3)将制得的所述玻璃液澄清、均化后，进行水淬；

(4)将水淬后的玻璃料在高温炉中加热至1100-1150℃进行晶化，保温30-35分钟；

(5)之后随炉冷却，制得铁尾矿微晶玻璃。

进一步地，步骤(2)中，所述升温加热的温度为1460℃，保温时间为1小时。

进一步地，步骤(4)中，所述加热温度为1110-1140℃。

进一步地，步骤(2)和(4)中，所述加热的速率均为10℃/min。

本发明提供的低硅铁尾矿制备的Si-Al-Ca系微晶玻璃及方法，制成的Si-Al-Ca系微晶玻璃以低硅铁尾矿为原料，在其中补入相应的原料成分，通过本发明提供的制备方法制成的Si-Al-Ca系微晶玻璃能够整体析晶，硅灰石为主晶相，晶粒尺寸均匀，并均匀分布于玻璃相中，微晶玻璃的抗折强度平均值达到510(kg/cm²)超过普通的微晶玻璃的抗折强度490(kg/cm²)。同时也具有良好的抗弯强度和抗压强度，其抗冻性能优于普通的微晶玻璃。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子对本发明做进一步的详细描述。

低硅铁尾矿制备的Si-Al-Ca系微晶玻璃，以质量百分比计，由以下原料制成：