[发明专利]一种利用锂瓷石尾矿一次烧结制备微晶玻璃的工艺方法

说明书

本发明涉及一种利用锂瓷石尾矿一次烧结制备微晶玻璃的工艺方法，其特点是以锂瓷石尾矿为主要原料，添加一定量的方解石和晶核剂，采用一次烧结的方法制备微晶玻璃。其基本过程为将原料混合研磨过筛，熔融，保温，退火，冷却得到微晶玻璃。本发明以锂瓷石尾矿为主要原料制备高强耐磨微晶玻璃，实现了锂瓷石尾矿的资源化综合利用，其在微晶玻璃原材料中最高掺杂量可达80%，显著降低了微晶玻璃生产成本，有效解决了锂瓷石尾矿自然堆放产生的一系列安全和环境问题。此外，采用一次烧结的方法没有加入澄清剂，在降低能耗的同时减少了对设备的腐蚀和氮氧化物的排放。

技术领域

本发明涉及一种微晶玻璃的制备工艺，尤其涉及一种利用锂瓷石尾矿一次烧结制备微晶玻璃的工艺方法。

背景技术

近些年来，随着我国经济的迅猛发展，矿产资源开发活动所带来的环境压力也越来越大，工业固体废弃物的排放量日益增多。而尾矿作为工业固体废弃物的一大类，是指矿山的选矿厂将矿石破碎、筛分、研磨、分级、再经重选浮选等选别工艺流程，选出有用金属后剩余部分，其一般以SiO2 为主要成分。据不完全统计，我国由于矿产资源开发而产生的尾矿的累积堆存总量已达110 亿吨以上，年产出量达到了12 亿吨，占全世界尾矿产出量的50%以上。目前尾矿除作为低附加值的水泥、墙体砖等建材原料，大部分还露天堆放，这样既造成了占用土地、环境污染、安全隐患，还使得资源浪费。因此，如何将这些资源整体高值利用，特别是开发低成本、高性能的微晶玻璃建筑、装饰材料，受到广泛的关注。

微晶玻璃又称微晶石或玻璃陶瓷，是通过控制玻璃的晶化而得到的多晶固体材料，是由康宁公司于1957 年首次研制成功并商品化。微晶玻璃相比传统的陶瓷和玻璃，具有优异的耐高温、耐磨性、及耐化学腐蚀性，还具有高强度、高硬度、高绝缘性、低介电损耗等优良性能，在国防、航空航天、电子、生物医学、建材等领域得到广泛的应用。传统微晶玻璃主要以化学原料为主，生产成本高、资源和能源消耗比较大，而尾矿中的化学成分主要有SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO 和CaO 等，这些成分都是制备微晶玻璃所需的，所以利用尾矿为主要原料制备微晶玻璃，已成为微晶玻璃发展的重要方向。近年来，对尾矿微晶玻璃的研究和应用开发十分活跃，已成为新型材料开发应用的热点之一。

近年来，由于锂离子电池的大量制造和使用造成大量提取锂之后的锂瓷石尾矿的存在，如何将该尾矿有效利用是亟待解决的问题。目前现有技术多是将锂瓷石原矿以极低比例加入至微晶玻璃的制备中，无法起到消化和处理大量锂瓷石尾矿变废为宝的作用。

发明内容

为了弥补现有技术在回收锂瓷石尾矿再利用上的不足，本发明提供了一种利用锂瓷石尾矿一次烧结制备微晶玻璃的工艺方法，在解决锂瓷石尾矿污染，改善矿山环境的同时，制备出性能优异，具有高附加值的微晶玻璃产品。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用锂瓷石尾矿一次烧结制备微晶玻璃的工艺方法，包括如下步骤：

（1）混合原料：将锂瓷石尾矿、方解石、晶核剂混合，研磨、过0.100mm方孔筛后制成混合料；

（2）热处理：将以上混合料经熔融、保温、退火、冷却得到微晶玻璃初品；

（3）研磨、抛光、切割：对微晶玻璃初品进行研磨、抛光、切割，获得不同规格和亮度的微晶玻璃成品。

所述步骤（1）中的原料不包含助溶剂。

所述步骤（1）中的原料不包含澄清剂。

所述步骤（1）中的原料包括：以质量百分比计，锂瓷石尾矿60-80%，方解石10-30%，晶核剂3-5%。

所述锂瓷石尾矿成分按质量百分比计， SiO2 65-75％，Al2O3 15-25％，Na2O 2-5％，K2O 2-5%，CaF2 1-2％，杂质1-2%。