一種利用硅酸鈣尾渣生產β-硅灰石微晶玻璃的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用硅酸鈣尾渣制備β-硅灰石微晶玻璃的工藝，該工藝過程包括制備基礎玻璃和基礎玻璃的熱處理兩個過程。該工藝將硅酸鈣尾渣和霞石正長巖、石英砂、硼砂球磨混料均勻，將混合粉料在1300～1500℃下熔融2-5h制備得到玻璃液，將玻璃液倒入冷水中制備得到基礎玻璃顆粒；將基礎玻璃顆粒干燥、球磨得到基礎玻璃粉末，將其置入鋼模具中壓制成型；將壓制好的坯體在500～900℃下核化處理30～120min，在500～1200℃下晶化處理30～150min，制得具有良好裝飾作用的β-硅灰石微晶玻璃。本發(fā)明工藝原料來源廣泛，成本低廉，有效解決非水溶性鉀鹽提鉀工藝和非常規(guī)含鋁原料提鋁工藝中尾渣的排放問題，具有良好的環(huán)保意義，且工藝過程簡單，產品性能優(yōu)良，附加值較高。
【專利說明】—種利用硅酸鈣尾渣生產β-硅灰石微晶玻璃的工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用硅酸鈣尾渣生產β-硅灰石微晶玻璃的工藝。
【背景技術】
[0002]β -硅灰石微晶玻璃是一種新型高檔建筑材料，工業(yè)上常采用燒結法制備，其易表面析晶，形成大量晶界面，顯示粗細不均的晶花，由玻璃相影視出來，立體感、層次感，具有極強的裝飾效果。因為具有結構致密、晶相分布均勻、高強度、耐磨損、耐腐蝕，外觀紋理清晰、色彩鮮艷、無色差、不褪色等特點，深受消費者的喜愛，被認為是二十一世紀現(xiàn)代建筑群的理想的高級綠色建材。
[0003]本申請以硅酸鈣尾渣為主要原料，其中硅酸鈣尾渣來源于高鋁粉煤灰、高鋁煤矸石堿溶脫硅制備水合鋁硅酸鈉，該工藝已申請專利，名為“高鋁煤矸石、粉煤灰堿溶脫硅制備水合鋁硅酸鈉的工藝”(申請專利號:CN201010114787.6)，將制備得到的水合鋁硅酸鈉提取氧化鋁后剩余尾渣；以及富鉀巖石預脫硅制備硅酸鉀鈉，該工藝已申請專利，名為“富鉀巖石預脫硅制備硅酸鉀鈉溶液的工藝”(申請專利號:CN201010121250.2)，濾餅為水合鋁硅酸鈉；水合鋁硅酸鈉可以通過改良堿石灰燒結的方法，制備氧化鋁后剩余尾渣；該一種處理含鋁原料的改良堿石灰燒結的方法”已申請專利，名為“一種處理含鋁原料的改良堿石灰燒結的方法”(申請專利號:CN201010617405.1)。
[0004]“高鋁煤矸石、粉煤灰堿溶脫硅制備水合鋁硅酸鈉的工藝”(申請專利號:CN201010114787.6)具體工藝為:
[0005](I)高鋁煤矸石堿溶脫硅制備水化鋁硅酸鈉的工藝，包含以下步驟:
[0006]高鋁煤矸石煅燒活化`的步驟:將高鋁煤矸石在900~1050°C溫度下，煅燒2~4h:
[0007]煅燒煤矸石磨細的步驟:將煅燒煤矸石磨細至-325目> 90% ；
[0008]堿溶脫硅步驟:配置堿液濃度為3~8mol/L，將所述的煅燒過的高鋁煤矸石和所述的堿液一起在80~100°C溫度下，攪拌反應2~6h，且攪拌速率50~300轉/分；并且堿溶反應的液固比為2~5 ;
[0009]過濾的步驟:反應料漿過濾分離，得到硅酸鈉溶液，同時得到水化鋁硅酸鈉濾餅。
[0010](2)、高鋁粉煤灰的堿溶預脫硅制備水化鋁硅酸鈉的工藝，包含以下步驟:
[0011]堿溶脫硅步驟:配置堿液濃度為3~8mol/L，將高鋁粉煤灰和所述的堿液一起在80~100°C溫度下，攪拌反應2~6h，且攪拌速率50~300轉/分；并且堿溶反應的液固比為2~5;
[0012]高鋁粉煤灰磨細的步驟:將高鋁粉煤灰磨細至-325 g> 90%
[0013]過濾的步驟:反應料漿過濾分離，得到硅酸鈉溶液，同時得到水化鋁硅酸鈉濾餅。
[0014]并將上述⑴或⑵工藝中，制備得到的水化鋁硅酸鈉濾餅提取氧化鋁后剩余尾洛一娃酸鈣尾渣，可以作為本申請的原料。
[0015]“富鉀巖石預脫硅制備硅酸鉀鈉溶液的工藝”(申請專利號:CN201010121250.2)，其中，所述的富鉀巖石為富含鉀長石的各類巖石，是霞石正長巖、正長巖、偉晶巖、富鉀火山巖、富鉀頁巖和富鉀板巖中的一種或幾種；
[0016]其具體工藝包含以下步驟:
[0017]原礦預處理步驟:富鉀巖石原礦經破碎、粉磨、重選、濕法磁選等常規(guī)方法處理，制得鉀長石含量大于65%的粉體物料；
[0018]原礦漿制備步驟:將氫氧化鉀和氫氧化鈉一起制成混合堿液，將所述的混合堿液和上述所得鉀長石粉體一起磨制成原礦漿，在該原礦漿制備步驟中，
[0019]混合堿液中(NaOH+KOH)濃度:15 %~30 % ;
[0020]混合堿液中NaOH/KOH (質量比):> 2.5 ;
[0021]富鉀巖石預處理所得鉀長石粉體粒度:< 5mm ;
[0022]原礦漿液固比(L/S質量比？ ):2~5 ;
[0023]原礦漿細度:-74ym > 85% ；
[0024]原礦漿制備硅酸鉀鈉溶液步驟:所述的原礦漿進行恒溫反應，該恒溫反應的工藝條件為:180°C~250°C下恒溫反應I~4小時，且原礦漿恒溫反應后，先經過稀釋然后再過濾；所得的濾液即為硅酸鉀鈉溶液，同時得到水合鋁硅酸鈉濾餅。
[0025]水合鋁硅酸鈉濾餅通過改良堿石灰燒結的方法即“一種處理含鋁原料的改良堿石灰燒結的方法”(申請專利號:CN201010617405.1)制備氧化鋁后剩余尾渣一娃酸鈣尾渣，可以作為本申請的原料。
[0026]“一種處理含鋁原料的改良堿石灰燒結的方法”(申請專利號:CN201010617405.1)，其中，含鋁原料為富鉀巖石提鉀濾渣、鉀長石脫硅濾餅、粉煤灰、脫硅粉煤灰、煤矸石、脫硅煤矸石和鋁土礦中的一種或幾種。
[0027]其具體工藝為:
[0028]將含鋁原料、石灰石和純堿按改良堿石灰燒結法的生料配方的比例球磨混合均勻，制得合格的生料；生料在高溫下燒結，燒結溫度為1000~1200°C，制得燒結熟料；燒結熟料經溶出、脫硅、分解和焙燒，最終制得氧化鋁產品，所述的含鋁原料為A/S大于0.5的各種鋁硅酸鹽原料，所述的A/S為氧化鋁和氧化硅的質量比，改良堿石灰燒結法的生料配方:
【權利要求】
1.一種利用硅酸鈣尾渣生產β-硅灰石微晶玻璃的工藝，其特征在于它包括如下內容: (1)原料來源:所用原料硅酸鈣尾渣是高鋁粉煤灰、高鋁煤矸石堿溶脫硅制備水合鋁硅酸鈉，水合鋁硅酸鈉提取氧化鋁后剩余硅酸鈣尾渣；以及富鉀巖石預脫硅制備硅酸鉀鈉，濾餅為水合招娃酸鈉，水合招娃酸鈉通過改良堿石灰燒結的方法，制備氧化招后剩余娃酸鈣尾渣；硅酸鈣尾渣主要是由SiO2和CaO組成的不完全結晶相物質，其主要化學成分按質量百分數(shù)為:Si0230 ~40%，Al2032%~5%，CaO 30 ~40%，Na2O O ~2%，Κ20 O ~1%，TiO2 O~2%，Mg0 O~2%，燒失量為10~20%，其他O~5%。 (2)混料步驟:將硅酸鈣尾渣與霞石正長巖粉料按質量比(2~9): I混合均勻，向其中加入相當于硅酸鈣尾渣質量的5%~10%的石英砂和相當于硅酸鈣尾渣質量的3%~9%的硼砂，混合均勻制得混合粉料； (3)熔融、水淬步驟:將上述混合粉料在1300~1500°C下熔融2-5h，熔融成為玻璃液，取出后將玻璃液倒入冷水中，水淬制備得到基礎玻璃顆粒； (4)粉磨、壓片步驟:將基礎玻璃顆粒在80~200°C下干燥l_12h，并將基礎玻璃顆粒磨至0.1~0.01mm,呈粉末狀，得到基礎玻璃粉料，并將其置入模具中，在25~200MPa下成型，制成坯體； (5)熱處理步驟:將由基礎玻璃粉料制成的坯體在500~900°C下核化處理，在500~1200°C下晶化處理，冷卻后即得到β -硅灰石微晶玻璃。
2.根據(jù)權利要求1所述的利用硅酸鈣尾渣生產β_硅灰石微晶玻璃的工藝，其特征在于:所述的富鉀巖石為富含鉀長石的各類巖石，是霞石正長巖、正長巖、偉晶巖、富鉀火山巖、富鉀頁巖和富鉀板巖中`的一種或幾種。
3.根據(jù)權利要求1所述的利用硅酸鈣尾渣生產β_硅灰石微晶玻璃的工藝，其特征在于:在混料步驟前還包括原料的磨細步驟，將原料硅酸鈣尾渣、霞石正長巖、石英砂和硼砂磨細至-200目> 90wt%的粉體。
4.根據(jù)權利要求1所述的利用硅酸鈣尾渣生產β_硅灰石微晶玻璃的工藝，其特征在于:熱處理步驟中的冷卻為自然冷卻降溫。
5.根據(jù)權利要求1所述的利用硅酸鈣尾渣生產β_硅灰石微晶玻璃的工藝，其特征在于:在熱處理步驟中，核化處理時間為30~120min，晶化處理時間為30~150min。
6.根據(jù)權利要求1所述的利用硅酸鈣尾渣生產β_硅灰石微晶玻璃的工藝，其特征在于:制備得到的微晶玻璃主晶相為硅灰石，晶粒呈柱狀、棒狀并均勻分布于微晶玻璃中。
7.根據(jù)權利要求1所述的利用硅酸鈣尾渣生產β_硅灰石微晶玻璃的工藝，其特征在于:水淬時冷水的溫度為20~30°C，水淬時間為5~20min。
8.根據(jù)權利要求1所述的利用硅酸鈣尾渣生產β_硅灰石微晶玻璃的工藝，其特征在于:在壓片階段，玻璃粉料在20-200MPa下壓制30~120s，后卸壓取出坯體。
【文檔編號】C03C6/04GK103771713SQ201410003428
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月3日 優(yōu)先權日:2014年1月3日
【發(fā)明者】陳建, 張盼, 楊靜, 馬鴻文 申請人:昊青薪材（北京）技術有限公司