[發明專利]黑色微晶玻璃及其制備方法

在審

• 申請號: 201711261553.2
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107935396A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 馬冬陽;邊妙蓮;孫輝;陳士朝;蘇雙青;李亞奇;吳道洪
• 申請（專利權）人: 江蘇省冶金設計院有限公司
• 主分類號: C03C10/00
• 分類號: C03C10/00;C03C4/02;C03C6/10;C03C1/00;C03B5/16;C03B32/02
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

技術領域

本發明屬于微晶玻璃制備領域，具體而言，本發明涉及黑色微晶玻璃及其制備方法。

背景技術

赤泥是氧化鋁生產工業中排放的廢渣，其成分復雜，主要含有CaO、Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、Na₂O、TiO₂等。赤泥由于堿含量較高目前難以開發利用，主要處理方式為堆積，由此，占用了大量土地，也產生了嚴重的環境問題。

赤泥熔渣是赤泥經過“轉底爐碳熱還原-燃氣爐熔分處理赤泥”工藝得到的產物，該工藝將赤泥配加碳粉及其他助劑造球，球團入轉底爐在高溫下進行碳熱還原，赤泥中Fe₂O₃被還原為金屬Fe，還原所得金屬化球團進入燃氣式高溫熔分爐進行渣鐵分離，得到金屬Fe及含有FeO的赤泥熔渣兩種產品。

赤泥熔渣主要含CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、FeO、Na₂O和TiO₂。赤泥熔渣的化學成分與鈣堿硅石微晶玻璃相似，可通過向赤泥熔渣中配加一定量的含有CaO、SiO₂、助熔劑及澄清劑的調質劑，通過熔融、均化、澄清、澆鑄成型、熱處理步驟即可制備鈣堿硅石微晶玻璃。在不添加著色劑的情況下，赤泥熔渣制備的微晶玻璃一般為淡青色，不符合微晶玻璃作為建筑裝飾材料對色澤的要求，因此需要對微晶玻璃進行著色。可以通過向調質劑中配入MnO₂、銅鉻黑等黑色著色劑來促進生成黑色微晶玻璃，但這些著色劑熔點較高，常常會造成原料熔融困難，熔料均化程度較低，對微晶玻璃產品的性能產生不良影響。

由此，現有采用赤泥熔渣制備黑色微晶玻璃的技術有待進一步改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種黑色微晶玻璃及其制備方法。通過該方法可得到具有力學強度高、氣孔率小等優點的黑色微晶玻璃，實現赤泥熔渣的資源再利用。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種制備黑色微晶玻璃的方法，根據本發明的實施例，該方法包括：

(1)將赤泥熔渣與含碳粉的調質劑進行混合，以便得到混合物料；

(2)將所述混合物料加熱至熔融并保溫，以便得到熔融還原料；

(3)將所述熔融還原料與芒硝混合熔融并保溫，以便得到熔融著色料；

(4)將所述熔融著色料依次進行澄清、澆鑄成型和退火處理，以便得到黑色基礎玻璃；

(5)將所述黑色基礎玻璃進行熱處理，以便得到黑色微晶玻璃。

根據本發明實施例的制備黑色微晶玻璃的方法通過將含碳粉的調質劑與赤泥熔渣混合熔融，含碳粉的調質劑可補充赤泥熔渣中含量不足的氧化鈣和二氧化硅，同時可促進赤泥熔渣熔融，碳粉還可以將赤泥熔渣中的氧化亞鐵氧化為金屬鐵；接著加入芒硝與熔融還原料混合熔融，芒硝在高溫下熔融可發生分解反應，產生二氧化硫和氧化鈉，二氧化硫可與熔融還原料中的金屬鐵反應生成硫化亞鐵，硫化亞鐵是一種黑色著色劑，可使微晶玻璃轉變為黑色，氧化鈉可促進原料熔融；同時含碳粉的調質劑和芒硝均可促進原料澄清。由此，可得到具有力學強度高、氣孔率小等優點的黑色微晶玻璃，實現赤泥熔渣的資源再利用。

另外，根據本發明上述實施例的制備黑色微晶玻璃的方法還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述赤泥熔渣包括：9-24重量份的氧化鈣；1-6重量份的氧化鎂；19-54重量份的二氧化硅；9-42重量份的氧化鋁；1-7重量份的氧化鈉；1-10重量份的二氧化鈦，及3-9重量份的氧化亞鐵。由此，可用于制備微晶玻璃。

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述含碳粉的調質劑包括：4-19重量份的氧化鈣；9-39重量份的二氧化硫；0.4-2.5重量份的氟化鈣；0.5-4重量份的硝酸鉀，及1-6重量份的碳粉。由此，有利于提高黑色微晶玻璃的品位。

在本發明的一些實施例中，在步驟(1)中，所述赤泥熔渣與所述含碳粉的調質劑的混合質量比為1：(0.4-1)。由此，可進一步提高黑色微晶玻璃的品位。

在本發明的一些實施例中，在步驟(2)中，所述熔融溫度為1420-1470攝氏度。由此，可進一步提高黑色微晶玻璃的品位。