[发明专利]一种利用高炉渣制造的人造玛瑙及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于工艺品生产领域，具体说是利用炼铁过程中产生的工业固体废弃物——高炉渣生产的人造玛瑙及其制造方法。

背景技术

高炉渣是炼铁生产过程中产生的工业固体废弃物，是我国排放量最多的工业固体废弃物之一，据统计，每炼1吨铁要产生0.3—1吨高炉渣。企业一般采用露天堆放的方式处理高炉渣，这一方面占用了大量土地，另一方面，高炉渣中的有害物质会污染地下水和周围的空气，因而对生态环境产生严重的危害。

多年来，人们采用了多种技术对高炉渣进行综合利用，如生产水泥和混凝土，或生产矿渣棉、微晶玻璃、农用肥料等，但这些技术均在一定程度上存在缺陷，如生产水泥和混凝土时，产品的力学性能指标不稳定，而且这些应用多数属于低附加值利用，产生的效益有限。基于上述原因，目前市场上迫切需要对高炉渣综合利用的新技术、新工艺。

玛瑙是一种珍贵的宝石，从古至今，多年以来一直受到人们的喜爱。然而天然的玛瑙资源很有限，满足不了人们日益增长的需求。如果能采用人造技术制造人造玛瑙，则可以较好地解决这个问题。

本专利的发明人从2009年4月起从事人造玉的研制工作，已开发出人造羊脂玉、墨玉、碧玉、红玉等多种产品，性能优良，在工艺品领域具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是克服传统的高炉渣利用技术存在的缺陷，以高炉渣为原料制造高附加值产品——人造玛瑙，从而为它的综合利用开辟一条新的途径。本发明的特征是以高炉渣为原料，经过称量、破碎、研磨、配制盐酸水溶液、量取盐酸水溶液、将高炉渣与盐酸溶液混合、加热、过滤、烘干、熔炼、浇注、雕琢、打磨、抛光工艺制备人造玛瑙。

1．  生产原料及配比：

高炉渣：100%。

2．人造玛瑙的制备方法为：

（1）称量一定重量的高炉渣； 

（2）将块状高炉渣原料破碎、研磨，放入坩埚中；

（3）配制10%的盐酸水溶液；

（4）用量杯量取盐酸水溶液，量取的数量为：每100克高炉渣粉末量取5-30毫升盐酸水溶液；

（5）将量取的盐酸水溶液倒入坩埚中，并搅拌均匀；

（6）将坩埚放入热处理炉加热，去除高炉渣中的三氧化二铝、氧化钙，特征为：在室温下将坩埚放入热处理炉中，然后加热，加热温度为500-1200℃，保温1-10小时；然后冷却至室温；

（7）将去除三氧化二铝、氧化钙的高炉渣粉末取出，过滤、烘干；

（8）将烘干后的粉末放入坩埚，装入热处理炉进行熔炼，特征为：在室温下将坩埚放入热处理炉中，然后加热，加热温度为1600-2200℃，保温1-5小时；

（9）用坩埚钳夹着坩埚，将里面的熔液浇注到铸型中，然后使其缓慢冷却到室温；

（10）从铸型中取出半成品，然后根据具体的产品的不同进行雕琢、打磨、抛光工艺，最终得到成品。

     

本发明的有益效果：

文献资料表明：天然玛瑙的化学成分主要是二氧化硅，高炉渣的化学成分包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙等。在本发明中，采用相关的技术手段分别去除了高炉渣中的三氧化二铝、氧化钙，这样，剩余的成分与天然玛瑙十分接近。再经过高温熔炼、浇注、雕琢、打磨、抛光工艺加工后，根据本发明制备的人造玛瑙的内部结构和性能也与天然玛瑙很接近，因此质地细腻坚韧、光泽温润柔和，而且具有良好的力学性能，如较高的硬度、韧性及耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性、耐候性等，可用于工艺品领域，具有广阔的应用前景。

本发明以高炉渣为原料生产具有高附加值的产品，实现了对它的高附加值利用，为它的综合利用开辟了一条新途径。

本发明的原料来源广泛，使用的添加剂为市场上常见的化工产品，价格低廉。

在制备工艺方面，本发明的制备工艺简单，对设备的要求比较低，对操作人员的技能也没有特殊要求，普通工人都可以操作。

综上所述，本发明具有较高的实用性和推广应用价值。

 

附图说明：

    图1是人造玛瑙的制备工艺流程图。

 

具体实施方式：

实施例1：按图1所示，生产原料及配比：

高炉渣：100%。

人造玛瑙的制备方法为：

（1）称量一定重量的高炉渣； 

（2）将块状高炉渣原料破碎、研磨，放入坩埚中；

（3）配制10%的盐酸水溶液；

（4）用量杯量取盐酸水溶液，量取的数量为：每100克高炉渣粉末量取6毫升盐酸水溶液；