本發(fā)明涉及合成熔融云母材料的制備，具體涉及石料鑄塑工藝和初始原料的組合物，并且可用于在冶金、采礦/富集、耐火材料和建筑業(yè)中形成新型石料鑄件。礦物氟金云母[kmg3(alsi3o10)f2]是天然云母-金云母的合成類似物，其中羥基陰離子(он)-被與羥基具有相同電荷的氟離子(f)-代替。氟金云母材料利用云母結(jié)晶材料和基于其的產(chǎn)品的石料鑄塑生產(chǎn)。氟金云母石料鑄塑的技術(shù)基于包含鉀、鎂、二氧化硅、鋁和其它氧化物以及氟離子的氟氧化物熔體的溫度合成。在氟氧化物熔體冷卻和硬化中，材料的鑄塑結(jié)構(gòu)經(jīng)歷對(duì)應(yīng)于鑄塑合金形成原理(特別是帶狀結(jié)構(gòu)、收縮率和縮孔)的結(jié)晶過程。氟金云母強(qiáng)度高、耐熱、耐沖蝕且耐腐蝕，并且其由于這些特性而用在冶金應(yīng)用的高精度儀器中。目前，在涉及開發(fā)用于云母、石料、玻璃晶體、硅酸鹽材料生產(chǎn)的石料鑄塑熔體用原料的領(lǐng)域中存在若干專利。已知以下專利：1978年2月15日公布的su592762,ipcс03в1/00；1996年4月27日公布的ru2058944,ipcс03в1/00；1999年6月20日公布的ru2131853,ipcс03с10/06；2000年7月10日公布的ru2152363,ipcс03с1/00,с03с1/02；2006年8月20日公布的ru2281924,ipcс03с10/00,с03в19/06。這些發(fā)明涉及開發(fā)用于人工生產(chǎn)合成鑄塑玻璃、硅酸鹽、陶瓷、氟云母材料的混合物和原料組合物(其被設(shè)計(jì)用于降低初始組分熔化溫度)的領(lǐng)域。這些方案的缺點(diǎn)包括使用昂貴的氟硅酸鉀和使用碳酸鉀(其與混合物組分反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳排放)。另外，已知1999年5月20日公布的俄羅斯專利2130435,ipcс03с10/00,c04b35/653。該發(fā)明涉及石料鑄塑熔體的鑄塑和結(jié)晶技術(shù)的改進(jìn)，并且該發(fā)明的經(jīng)濟(jì)效益在于提高鑄塑產(chǎn)率。該發(fā)明的缺點(diǎn)在于此經(jīng)濟(jì)效益的專屬性強(qiáng)，因?yàn)樵系纳a(chǎn)成本仍較高，并且生產(chǎn)線和所有設(shè)備都需要大量能量。已知1980年12月15日公布的發(fā)明人證書ussr787381,ipcс03с3/22和1983年1月30日公布的發(fā)明人證書ussr992446,ipcс03с3/22。這些發(fā)明涉及沉積巖的石料鑄塑和用于鑄塑云母晶體材料生產(chǎn)的技術(shù)原料的領(lǐng)域。所述發(fā)明的目的在于生產(chǎn)具有高拉伸性的細(xì)晶均勻結(jié)構(gòu)的氟金云母材料。根據(jù)聲稱的改進(jìn)，提出了通過向初始原料組合物中加入3重量％～7重量％的碳化硅來改變?nèi)垠w結(jié)晶特性。所述發(fā)明的缺點(diǎn)是在混合物制備階段可能出現(xiàn)的碳化硅局部濃縮的風(fēng)險(xiǎn)。另外，在熔化和熔體傾倒期間，結(jié)晶中心部分燃燒。仍需要針對(duì)能源密集的解決方案。已知1979年2月28日公布的專利su649669,ipcс03с。該發(fā)明涉及制造石料鑄件，特別是沉積巖組合物和技術(shù)原料，并且可用于石料鑄件生產(chǎn)。該專利旨在通過增加氟化物組分的含量來提高由鉀氟金云母(potassiumfluorinephlogopite)制成的產(chǎn)品的耐腐蝕性。已知2012年9月27日公布的俄羅斯專利2462415,ipcc03c10/16,c01b33/42。該發(fā)明的目的是通過用氫氧化鉀替代初始混合物的碳酸鉀組分來降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本并減少二氧化碳排放。石料鑄塑技術(shù)是已知的(科學(xué)論文和文章集“石料鑄塑問題”，malyavina.g.，由氟硅酸鹽熔體制造的成型鑄件的技術(shù)模式(technologicalmodesforshapedcastingsmanufacturingfromfluorosilicatemelts)，kiev,naukovadumka,1975,no.3423)。這些方案的缺點(diǎn)包括在裝料制備階段(斷裂，干燥，成塊)和能量密集型熔化過程中的高勞動(dòng)和能量強(qiáng)度。已知2011年1月27日公布的俄羅斯專利2410349,ipcс04в28/30,с04в35/66，其提出了改變初始原料的部分組成并改變初始組分中的一種以增加產(chǎn)品使用的溫度范圍。生產(chǎn)熔鑄鉀氟金云母的方法包括：通過混合含云母組分和含氟組分而制備原料；將制備的原料熔化；將熔體倒入模具中；靜置；從所述模具中移除鑄件；并冷卻。由于其技術(shù)規(guī)格和相似基本特征的數(shù)量，將該已知的專利選為最接近的類似物(原型)。根據(jù)已知專利以及該發(fā)明的方案，能夠形成初始原料的組合。該發(fā)明的缺點(diǎn)是所得氟金云母的耐腐蝕性和耐沖蝕性低，并且生產(chǎn)成本高。本發(fā)明的目的是通過減少生產(chǎn)階段的數(shù)量和能量需求、簡(jiǎn)化設(shè)備并規(guī)避結(jié)晶階段的風(fēng)險(xiǎn)來降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明獲得的技術(shù)效果是增強(qiáng)鉀氟金云母的化學(xué)純度，提高材料耐腐蝕性和耐沖蝕性，并提高所得產(chǎn)品的化學(xué)組成的精確性。該技術(shù)效果通過下述生產(chǎn)熔鑄鉀氟金云母的方法實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：通過混合含云母組分和含氟組分而制備原料，將制得的原料熔化，將熔體倒入模具中，靜置，從所述模具中移除鑄件并冷卻；所述含云母組分由蛭石組成(60重量％～90重量％)，所述含氟組分由鉀冰晶石組成(10重量％～40重量％)，其中所述原料經(jīng)由其相繼的逐步加熱而熔化，并且所述原料通過使組分分層(layering)而制備，其中所述原料的頂層由組分的混合物組成，并將所述熔體倒入預(yù)熱的模具中。該方法包括有助于實(shí)現(xiàn)所需技術(shù)效果的具體特征。對(duì)于原料制備，可使用0.7mm～8mm的膨脹顆粒形式的蛭石，和1mm～3mm的薄片形式(或研磨為粒徑不超過1mm)的鉀冰晶石。原料加熱可逐步進(jìn)行：第一步達(dá)到110℃，第二步達(dá)到600℃，第三步達(dá)到1150℃～1250℃?？蓪⑷垠w倒入加熱至最低800℃的模具中。原料在1250℃下熔化。本發(fā)明的用于石料鑄件生產(chǎn)的方法能夠通過多達(dá)99.9％的主氟金云母組分(kmg3(si3al)o10f2)的含量而獲得具有所需材料純度的鉀氟金云母材料。組合物在原料和工作溫度范圍方面的簡(jiǎn)化能夠共同將最終產(chǎn)品中主氟金云母組分km3(si3al)o10f2的含量控制在75％～99％的范圍內(nèi)(精度在0.1％內(nèi))。作為石料鑄件生產(chǎn)的初始原料，使用雙組分混合物，并且各混合物組分分別制備，但同時(shí)其廣泛使用且具成本效益。表1示出了第一組分中的化學(xué)元素的百分比。第一混合物組分(а)是蛭石((mg+2,fe+2,fe+3)3[(alsi)4o10]·(oh)2·4h2o)，并且以如下元素比(重量％)使用：表1sio2，％mgo，％al2o3，％fe2o3，％feo，％k2o，％na2o，％38～4920～2412～185～90～1.55～80～0.8cao，％tio2，％cr2o3，％mno，％cl，％co2，％s，％h2o，％0.7～1.51.50～0.50.1～0.30～0.50～0.60～0.25～11表2示出了第二組分中的化學(xué)元素的百分比。第二混合物組分(в)是鉀冰晶石(kalf4)，堿性物質(zhì)(f+al+k)百分比不小于98％～99％，元素比如下(重量％)：表2f，％al，％k，％fe2o3，％so4，％h2o，％其余，％49～5217～1828～32至多0.1至多0.1至多0.6至多1組分a的原料以0.7mm～8mm碎片組合物(fractionalcomposition)的膨脹顆粒形式使用。組分b的原料以尺寸1mm～5mm的薄片形式或以粒徑不超過1mm的研磨形式使用。該組合物鑄件的主要結(jié)晶相是鉀氟金云母，其是在蒸汽相和熔融鹽的破壞作用下耐腐蝕且耐沖蝕的材料，并且在頻繁和急劇的溫度變化時(shí)具有高度熱穩(wěn)定性。在混合雙組分混合物后，混合物組分(а)可以60％～90％使用，而混合物組分(b)可以10％～40％使用。因此，混合物組分(а)和(b)以如下關(guān)系組合：其中а是蛭石，в是鉀冰晶石。初始原料中組分a和組分b之比限定了所得材料的物理和化學(xué)性質(zhì)(強(qiáng)度，彈性，孔隙率，電導(dǎo)率等)。例如，所要求保護(hù)的范圍中組分(b)的減少提高了主要組分kmg3(si3al)o10f2材料的化學(xué)純度，并提高了混合物熔化溫度，限定了鉀氟金云母的化學(xué)純度，并相應(yīng)地限定其耐化學(xué)性。根據(jù)所要求保護(hù)的方案，與原型不同，相比于現(xiàn)有的且已獲得專利的由氟金云母材料生產(chǎn)的技術(shù)，提出了從根本上改變初始混合物組分中的原料組分。初始原料制備的過程僅包括根據(jù)選擇的組分的比例和對(duì)產(chǎn)品操作參數(shù)的要求而稱量組分的階段。在稱量原料組分之后，將原料裝載到爐中。將原料以а-в-а-в-а等分層的形式置于爐室中；層的數(shù)量由場(chǎng)所(haft)體積和高度以及熔體熱尺寸限定，一層的寬度(組分a)不應(yīng)超過12cm，而另一層的寬度(組分b)不應(yīng)超過6cm。在任一種情況下，頂層由比例對(duì)應(yīng)于熔化比的組分a和b的混合物組成，并且頂層寬度應(yīng)對(duì)應(yīng)于混合物裝料高度的總高度的1/10。通過由組分a和b的混合物沉積的原料實(shí)現(xiàn)頂層，可以確保其高溶解和相互作用速率，從而提供沉積的原料面的漏泄密封性，由此提供隔熱效果，使氟化物組分蒸發(fā)最小化，并限制環(huán)境相互作用。該方法能夠使用來自之前的熔化產(chǎn)物、澆注口(gate)或氟金云母冒口(castinghead)的丟棄物(rejected)。出于此目的，其在破碎機(jī)中研磨為1mm～3mm的碎片，所得產(chǎn)品與新原料一起重熔，并作為一個(gè)下部層加入，但其量相對(duì)于初始原料不超過10重量％。由于使具有所要求保護(hù)的濃度和體積的原料組分(a和b)分層，材料在初始組分方面的最高熔化溫度和化學(xué)純度降低。混合物組分в(鉀冰晶石)在600℃～700℃下發(fā)展成液相，冰晶石在熔化后在組分a層的顆粒之間向下流動(dòng)。當(dāng)兩相彼此接觸時(shí)，組分a伴隨化學(xué)反應(yīng)溶解在組分b中，同時(shí)所得化合物的熔化溫度升高，結(jié)晶開始。冰晶石熔體表面未打開，其使氟組分損失最小化。另外，原料分層增加了組分之間接觸的面積，并相應(yīng)地增加了熔體反應(yīng)速率和均勻性。如果組分b的濃度初始較高(40重量％)，則結(jié)晶過程將最小化。在原料沉積期間，在各層中，發(fā)生組分b的熔化和與組分a的相互作用，這些過程是由于原料體積減少引起的。在熔體中各層的深度熔化和氟金云母化合物的形成發(fā)生于1150℃～1250℃。組分a的初始濃度越高，過程溫度越低。熔化技術(shù)基于從原料中去除水分的逐步原料加熱。加熱階段的數(shù)量和加熱速率取決于原料填裝表面積和填充層高度。通常，根據(jù)三步加熱模式可有效地使原料熔化；例如，對(duì)于100kg～150kg的鑄體，建議使用以下模式(如果有合適的設(shè)備)：1)第一步——以75℃/小時(shí)加熱至110℃，2)第二步——以110℃/小時(shí)加熱至600℃，3)第三步——以250℃/小時(shí)加熱至1150℃～1250℃，然后原料熔體沉積。一旦原料熔化，則將熔體倒入對(duì)應(yīng)于所需產(chǎn)品尺寸的結(jié)晶模具中。在倒出熔體之前，使模具邊緣周圍隔熱并加熱至最低800℃的溫度。將模具用連續(xù)的熔體充填，在1150℃～1250℃的穩(wěn)定溫度下開始原料的鑄塑。當(dāng)鑄塑完成后，模具的上部用在900℃下對(duì)熔體惰性的材料隔熱，例如：硅酸鈣、蛭石和termoizol。使模具靜置直至其完全結(jié)晶，并且根據(jù)熔體質(zhì)量，結(jié)晶過程的持續(xù)時(shí)間可以為24～72小時(shí)。如果使用小熔體質(zhì)量，則必須使用熱腔室(爐)或加熱劑(termite)型混合物以便在結(jié)晶過程期間形成整塊產(chǎn)品。對(duì)于模具計(jì)算，需要考慮表面公差要求，例如，對(duì)于平滑和無孔表面，需要在計(jì)算中包括機(jī)加工操作的工件厚度。由于產(chǎn)品表面的結(jié)晶比其核心快，故在表面上形成具有凹陷(depression)和小孔(carven)的表皮。當(dāng)由爐鑄塑鹽熔體時(shí)，建議使用成型模具(例如砂土和粘土混合物，高鋁混凝土，耐火澆注料)或可重復(fù)使用的模具(石墨，金屬制品)。在直接使用之前，應(yīng)將各模具干燥并加熱至最低800℃的溫度。通過適當(dāng)?shù)蔫T塑和結(jié)晶技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)在整個(gè)產(chǎn)品寬度上均勻的材料結(jié)構(gòu)，但在產(chǎn)品表面上仍是2mm～4mm寬的表皮。在具有小型軸的小型爐中沉積大熔體塊的情況下，使用預(yù)沉積方法以減小初始混合物體積。由于能夠?qū)崿F(xiàn)在單個(gè)生產(chǎn)位置內(nèi)的多維生產(chǎn)，能夠獲得具有不同物理和化學(xué)性質(zhì)的材料。以下產(chǎn)品性質(zhì)可以變化：壓縮強(qiáng)度、線性熱膨脹系數(shù)、耐熱性、熔化溫度(見表3)。表3密度，g/cm3壓縮強(qiáng)度，mpa工作溫度，℃化學(xué)組成，％2.5～3.150～1301000～135083～99.9材料樣品在整個(gè)產(chǎn)品寬度上的x射線相分析和x射線光譜分析顯示出鉀氟金云母的礦物相的化學(xué)匹配，相對(duì)于預(yù)定參數(shù)，總體方差為0.1％。例如，表4示出了x射線相分析的結(jié)果，表5示出了在初始原料內(nèi)的組分a和b之比不同的產(chǎn)品的4號(hào)樣品(針對(duì)99.99％的純度)的x射線光譜分析。表4*根據(jù)初始組分的組成，可向最終產(chǎn)品組合物中加入各種化合物。表5所要求保護(hù)的方法可實(shí)現(xiàn)以下方面：1)完全消除了用于配料的混合物組分的初步制備階段，結(jié)果是從工藝中排除了諸如斷裂、干燥、成塊和出產(chǎn)等能量密集型操作。至于所公開的組分，其市場(chǎng)上可商購(gòu)的并且是即用型的。2)將熔化溫度從1450℃～1550℃降至1150℃～1250℃，由此：а)簡(jiǎn)化了技術(shù)過程的設(shè)備，即能夠以更可接受的價(jià)格使用熔化電弧、感應(yīng)和電阻爐；b)降低了加熱階段的能量需求；c)產(chǎn)品化學(xué)純度的精確性，其通過以下方式實(shí)現(xiàn)：-減少加熱和熔化過程中原料的損耗和氣體排放，-均勻的溫度分布和原料深度熔化，d)通過結(jié)晶溫度梯度降低而提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率，3)在主要組分和低表面孔隙率(≈0.15％)方面增強(qiáng)產(chǎn)品化學(xué)純度，其同時(shí)提供材料的高耐沖蝕性和耐腐蝕性。4)工業(yè)上低成本生產(chǎn)的原料的使用。5)由于熔化結(jié)晶階段溫度梯度的降低而減小了在結(jié)晶階段產(chǎn)品主體的異質(zhì)性和空隙的風(fēng)險(xiǎn)。6)由于易于重新配置工藝以改變鑄塑材料的性能，實(shí)現(xiàn)了由所得材料制成的產(chǎn)品的多種用途。當(dāng)前第1頁12