一种利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法 [0002]现在的建筑材料对于耐磨性能、抗酸碱腐蚀性、耐冲击性能有着较高的要求，因此，现在普遍使用的建筑材料为铸石、花岗岩、大理石等，铸石虽然是一种经加工而成的硅酸盐材料，但是需要利用玄武岩或辉绿岩融化浇铸而成，因此必须开采玄武岩矿或辉绿岩矿，这与开米大理石和花岗岩一样，都会破坏周围环境。微晶玻璃又称为微晶玉石，是一种国外刚刚开发的新型建筑材料，学名又叫玻璃水晶。它与我们常见的玻璃不太相同。微晶玻璃具有陶瓷与玻璃的双重特性，普通的玻璃是一种介于固体与液体之间的固溶体，原子排列混乱无序，易破碎。而微晶玻璃的内部结构和陶瓷一样，由晶体组成，也就是说它的原子排列是有规则的，因此，也叫做玻璃陶瓷，这一特性使得它有着比陶瓷更高的强度与亮度，而较玻璃而言又有更高的韧性。微晶玻璃的耐磨性能、抗酸碱腐蚀性和耐冲击性等各项性能均高于天然石材，而且没有辐射，不会造成污染，因此逐渐代替天然石材成为一种中高端建筑材料。 [0003]萤石矿选矿中分选矿石作业的副产品中，氟化钙含量最低的部分，称为萤石尾矿。由于经济原因，萤石尾矿不宜进一步进行分选，因此，矿山企业在选矿完成后，将萤石尾矿当做废渣、矿渣处理，多以泥浆形式外排，日积月累便形成了萤石尾矿库。尾矿库占地面积极大，而且具有很大的安全隐患，极易发生山体滑坡，如果遇上下雨天气还易发生泥石流。另外，尾矿库中富含的选矿药剂会渗透到地下，对环境、地下水会造成极大的污染，因此，对尾矿的处理是我国生产者面临的一个重大问题。萤石尾矿中大部分是硅酸盐成分，与微晶玻璃所需要的成分类似，因而有可能采用萤石尾矿作为原料，通过添加部分化工原料而生产具有高耐磨性、高抗腐蚀性和高强度的微晶玻璃材料。 [0004]如中国专利申请201210352021.0(【公开日】为:2008年5月28日)公开了一种利用含萤石尾矿制备硅酸盐水泥熟料的方法，涉及硅酸盐水泥熟料的制备。其特征在于，含CaF2重量百分比4-35%的尾矿经过破碎与CaCO3和Al2O3按照32-34%、65-67%、0.2-1%的重量百分比混合，分段升温至1200-1300°C煅烧，机械研磨后过0.074mm标准筛，即得到水泥熟料。 [0006]上述现有的方法虽然可以有效处理萤石尾矿，但是处理方法复杂，且所得产品为低附加值的水泥、蒸压砖，无法提高萤石尾矿回收利用过程中的经济效益。


[0007]为了弥补现有技术在回收萤石尾矿上的不足，本发明提供了一种利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法，在解决萤石尾矿污染，改善矿山环境的同时，生产出性能优异，具有高附加值的微晶玻璃产品。
[0008]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0009]本发明提供一种利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤:
[0010](I)配料:所述方法利用的原料包括萤石尾矿，改质剂；所述萤石尾矿的含量是60-80%,所述含量为质量百分含量；
[0011](2)熔料:将萤石尾矿与改质剂混合均匀，加热熔化并充分搅拌，保持熔化温度为1450-1600°C，得到玻璃熔液；
[0012](3)水淬:玻璃熔液先从熔池中进入中间缓冲包(也称为渣包)中，再由缓冲包下水口流入水淬池，进行水淬处理，形成玻璃颗粒；
[0013](4)研磨筛选:将玻璃颗粒进行研磨筛分处理，选取粒度为4-100目的玻璃颗粒，进行烘干处理；
[0014](5)装模:玻璃颗粒烘干后铺至棚板上，进入烧结区；
[0015](6)热处理:包括核化、晶化、保温、退火冷却。
[0016]进一步的，上述熔料过程中，保温时间为2小时。
[0017]进一步的，上述方法中，所述改质剂的添加量是20-40%。
[0018]进一步的，上述方法利用的原料还包括澄清剂，澄清剂的添加量占萤石尾矿和改质剂总量的0-5%。
[0019]进一步的，上述方法利用的原料还包括着色剂，着色剂的添加量占萤石尾矿和改质剂总量的0-5%。
[0020]进一步的，所述利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法中，所述方法还包括下述步骤:
[0021](7)研磨、抛光、切割。
[0022]进一步的，所述利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法中，所述方法包括如下步骤:
[0023](1)所述方法中使用的原料包括萤石尾矿、改质剂、澄清剂、着色剂；将萤石尾矿与改质剂、澄清剂、着色剂混合均匀，加热熔化并充分搅拌，保持熔化温度在1450-1600°C，得到玻璃熔液；
[0024](2)玻璃熔液先从熔池中进入中间缓冲包中，再由缓冲包下水口流入水淬池，进行水淬处理，形成玻璃颗粒；
[0025](3)将玻璃颗粒进行细磨筛分处理，选取粒度为4-100目的玻璃颗粒，进行烘干处理；
[0026](4)玻璃颗粒烘干后铺至棚板上，进入烧结区；
[0027](5)核化:在烧结区中，以8_15°C /min的加热速度升温至800_950°C区间，并保温
l-3h ；
[0028](6)晶化:进入晶化区，以5_8°C /min的加热速度升温至1100-1200°C保温，并保温 l-3h ；
[0029](7)保温、退火冷却:进入降温区，以5-10°C /min的速度降至520_680°C，保温0.1-2h ;然后以15-20°C /min的速度降至100°C以下出炉，将得到产品。
[0030]进一步的，所述热处理过程中:
[0031]玻璃颗粒烘干后铺至棚板上，进入烧结区，在烧结区中，以8_12°C /min的加热速度升温至800-900°C，并保温2-2.5h ；
[0032]进入晶化区，以5_8°C /min的加热速度升温至1100_1180°C保温，并保温2-2.5h ；
[0033]进入降温区，以5-10°C /min的速度降至550_600°C，保温Ih ;然后以15_20°C /min的速度降至100°C以下出炉。
[0034]进一步的，对产品表面进行抛光打磨，得到成品微晶玻璃。
[0035]进一步的，上述研磨筛选过程中，不符合粒度要求的的玻璃颗粒将重新进入成分调质搅拌池，再次熔解处理。
[0036]本发明以萤石尾矿为主要原料生产微晶玻璃板，其关键技术之一是控制配方中各原料的配比，得到适合生产高性能微晶玻璃的配方，其关键技术之二是控制在熔制、烧结过程中的温度曲线。
[0037]进一步的，所述利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法中，使用的原料中，萤石尾矿占总原料的60-80%，改质剂占总原料的20-40%，着色剂的添加量占萤石尾矿和改质剂总量的0-5%，澄清剂的添加量占萤石尾矿和改质剂总量的0-5%。上述总原料不包括着色剂和澄清剂。
[0038]进一步的，所述方法使用的原料中，萤石尾矿占总原料的60%，改质剂占总原料的40 %，澄清剂的添加量占萤石尾矿和改质剂总量的2-3 %。
[0039]进一步的，所述利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法中，所述的萤石尾矿的成分及各成分的质量百分含量如下=S12的含量为70-85%，CaO的含量为1_8%，MgO的含量为1_7%，Al2O3的含量为3-20%，FeO的含量为1_5%，氟化钙0-10%，其它成分的含量为0-1%。
[0040]进一步的，所述的萤石尾矿的成分及各成分的质量百分含量如下=S12的含量为79-84%, CaO的含量为4_6%，MgO的含量为2_3%，Al2O3的含量为3_6%，FeO的含量为
1-4%，氟化钙2-4%，其它成分的含量为1%。
[0041]进一步的，所述的萤石尾矿的成分及各成分的质量百分含量如下=S12的含量为79-83%, CaO的含量为4_6%，MgO的含量为2_3%，Al2O3的含量为3_6%，FeO的含量为
2-4%，氟化钙2-3%，其它成分的含量为1%。
[0042]进一步的，所述利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法中，所述的改质剂(也称为成分改质剂)选自高炉渣，钾长石，钠长石，方解石，粘土，硝酸钠，硅藻土，高岭土，碳酸钡，陶土，锂辉石，金属尾矿，电厂灰，硼砂，粉煤灰，生活污泥，高炉钛渣中的一种或多种。
[0043]改质剂的添加量根据生产产品的成分要求、改质剂的价格、及来源途径确定。
[0044]进一步的，所述方法使用的原料中，萤石尾矿占总原料的60%，所述的改质剂包括方解石，钾长石，碳酸钡，所述方解石的添加量是10-15 %，所述钾长石的添加量是10-15%,所述碳酸钡的添加量是5-10%。
[0045]进一步的，所述利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法中，所述的着色剂选自Cr203、Cu20、CoO、N1、Fe2O3以及稀土元素氧化物中的一种或多种。
[0046]着色剂的选择和添加量根据产品颜色要求进行添加。
[0047]进一步的，所述利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法中，所述的澄清剂选自白砒、氧化锑、硝酸钠、硝酸铵、二氧化铈中的一种或多种。
[0048]澄清剂的添加量根据玻璃熔液的澄清程度确定。
[0049]进一步的，所述利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法中，所述加热方式包括喷吹可燃性煤粉、除尘灰，可燃性气体；采用的降温方式包括通入循环冷却水、或冷却气体进行冷却。
[0050]进一步的，所述利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法中，所述热处理过程中:
[0051]玻璃颗粒烘干后铺至棚板上，进入烧结区，在烧结区中，以8_12°C /min的加热速度升温至800-900°C，并保温2-2.5h ；
[0052]进入晶化区，以5-8°C /min的加热速度升温至1100_1180°C保温，并保温2-2.5h ；
[0053]进入降温区，以5-10°C /min的速度降至550_600°C，保温Ih ;然后以15_20°C /min的速度降至100°C以下出炉；
[0054]所述方法使用的原料中，萤石尾矿占总原料的60%，改质剂占总原料的40%，澄清剂的添加量占萤石尾矿和改质剂总量的2-3% ;所述的改质剂包括方解石，钾长石，碳酸钡，所述方解石的添加量是10-15%,所述钾长石的添加量是10-15%,所述碳酸钡的添加量是5-10% ;所述的萤石尾矿的成分及各成分的质量百分含量如下=S12的含量为79-83%, CaO的含量为4_6%，MgO的含量为2_3%，Al2O3的含量为3_6%，FeO的含量为
2-4%，氟化钙2-3%，其它成分的含量为1%。
[0055]相对于现有技术，本发明具有如下优点:
[0056]1、本发明利用萤石尾矿生产的微晶玻璃板具有胜于天然石材的强度、耐磨性、耐酸、耐碱、耐化学腐蚀等性能，且没有放射性，对人体无害，比利用化工原料生产微晶玻璃板成本更低。
[0057]2、本发明解决了萤石尾矿污染环境、占用大量土地和具有安全隐患等问题，利用其生产微晶玻璃板，提升了萤石尾矿的利用价值，产生巨大的经济效益。




[0058]图1为本发明提供的利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺流程图。


[0059]下面结合实施例和附图对本发明的技术方案进行详细说明。
[0060]如图1所示，本发明提供的利用萤石尾矿生产微晶玻璃板的烧结工艺方法，包括下述步骤:
[0061](I)配料:所述方法利用的原料包括萤石尾矿，改质剂；所述萤石尾矿的含量是60-80%,所述含量为质量百分含量；
[0062](2)熔料:将萤石尾矿与改质剂混合均匀，加热熔化并充分搅拌，保持熔化温度为1450-1600°C，得到玻璃熔液；
[0063](3)水淬:玻璃熔液先从熔池中进入中间缓冲包中，再由缓冲包下水口流入水淬池，进行水淬处理，形成玻璃颗粒；
[0064](4)研磨筛选:将玻璃颗粒进行研磨筛分处理，选取粒度为4-100目的玻璃颗粒，进行烘干处理；
[0065](5)装模:玻璃颗粒烘干后铺至棚板上，进入烧结区；
[0066](6)热处理:包括核化、晶化、保温、退火冷却。
[0067](7)研磨、抛光、切割。
[0068]按照本发明提供的方法制备微晶玻璃板。
[0069]下面表1为实施例中所使用的萤石尾矿的成分组成。
[0070]下面表2为实施例提供的方法中的原料成分及组成。
[0071]下面表3为本发明实施例及对比例提供的微晶玻璃板主要性能检测结果。
[0072]表1实施例1-6中使用的萤石尾矿的成分组成
[0073]

【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日