[发明专利]利用铁镍合金水淬渣制备颜色可调的玻璃陶瓷的方法及其产品和应用

说明书

本发明涉及利用铁镍合金水淬渣制备颜色可调的玻璃陶瓷的方法，包括将玻璃陶瓷底料和铁镍合金水淬渣按一定比例混合、球磨、熔融、退火，最后热处理得到玻璃陶瓷，其中所用的铁镍合金水淬渣是通过水淬的方法处理以赤泥和红土镍矿为原料制备铁镍合金中产生的炉渣获得。通过本发明的方法，有望利用铁镍合金水淬渣，无须任何色料，简便而又大规模地制备出具有结构致密、强度高、耐磨、耐腐、耐风化、外观上花纹清晰、出成色均匀等优异性能，且熔融温度低、能够大宗利用赤泥、颜色可调且透明度也可调的玻璃陶瓷，本发明也可以制备出具有表面结晶花纹的玻璃陶瓷。本发明所制备的玻璃陶瓷可作为建筑装饰玻璃陶瓷和光学玻璃陶瓷材料使用。

技术领域

本发明涉及建筑材料和光学材料领域，尤其是涉及一种铁镍合金水淬渣玻璃陶瓷的制备方法、通过其获得的产品及该产品的应用。

背景技术

铁镍合金水淬渣是拜耳法赤泥和红土镍矿通过碳热还原制备铁镍合金时产生的炉渣，经水淬后得到的物质。

在拜耳法生产氧化铝的过程中，抛弃大量的红褐色强碱性废料，该废料中由于富含氧化铁而呈现红色，因此称之为赤泥。每生产1吨氧化铝，大约产生0.8-2.0吨赤泥。处理拜耳法赤泥的方法大都采用在堆场堆放、筑坝湿法堆存或赤泥干燥脱水后干法堆存。赤泥碱含量较高，渗滤到周围水体后对环境、水源造成污染。此外，晒干的赤泥形成的粉尘到处飞扬，破坏生态环境，造成环境污染。赤泥的大量堆存，既占用土地，浪费资源，又易造成环境污染和安全隐患。

鉴于此，国内外正在进行许多赤泥综合利用的新技术开发，其中包括一些利用赤泥制备玻璃陶瓷或微晶玻璃的技术。

微晶玻璃制备技术主要有熔融法、烧结法、溶胶凝胶法和混合烧结法等，其中熔融法和烧结法尤为常见，多在工业生产中应用。玻璃陶瓷就是用熔融法制备出来的。它的工艺流程为：工艺流程为配料→熔化→浇铸成型→热处理析晶，析晶方式为整体析晶。为了能从玻璃中析出晶体，对母相玻璃的组成有严格的要求，一般要加入形核剂。熔融法的最大特点是可以用压延、压制、吹制拉制和浇注等玻璃成型工艺来制作成品。目前用这种工艺制备的玻璃陶瓷有：硅酸盐类玻璃陶瓷，铝硅酸盐类玻璃陶瓷，磷酸盐类玻璃陶瓷，氟硅酸盐类玻璃陶瓷等。

专利申请CN103395991A涉及的一种微晶玻璃建材装饰材料。主要原料是赤泥、萤石、石英砂与菱镁石，按照一定的配比，通过高温熔化、均化、澄清，浇注或压制成型，再通过退火处理而得到微晶玻璃建材装饰材料；各种原料配比：赤泥80-85％，萤石2-1％，菱镁石8-12％，石英砂10-15％；将各种原料按照重量百分比称重，添加2％的水，混合均匀；将混合好的配料放到玻璃窑炉中，通过1420℃高温熔化，均化，澄清；将熔化好的玻璃液注入模型中，进行压制成型；将压制成型的玻璃制品放入玻璃退火炉内，退火温度为560℃；退火时间30分钟，得到制品。

专利申请CN103304141A涉及的一种利用钢渣和赤泥复合制备的玻璃陶瓷及其制备方法，钢渣30～65份、赤泥20～60份、河沙5～15份。其制备方法为：将钢渣、赤泥与河沙均匀混合，采用高温熔融法制备基础玻璃，再由基础玻璃进行热处理得到玻璃陶瓷。

专利申请CN102838280A涉及的一种利用赤泥和废玻璃制备泡沫玻璃陶瓷的方法。先将赤泥和废玻璃混合经球磨得到粉体配合料，再经发泡、退火处理得到泡沫玻璃陶瓷；所用的赤泥为制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣。

专利申请CN103342465A涉及的一种利用赤泥和粉煤灰复合制备的玻璃陶瓷及其制备方法。将质量百分含量为10-70％的赤泥、20-70％的粉煤灰与5-25％的添加剂均匀混合，采用高温熔融法制备基础玻璃，再由基础玻璃进行热处理得到玻璃陶瓷。

专利申请CN103922599A涉及的一种利用赤泥、粉煤灰和钛渣复合制备的玻璃陶瓷及其制备方法。将25-70％的赤泥，23-70％的粉煤灰，1-10％的钛渣，0-10％的助溶剂，经配料、混合、熔制、成型、核化晶化、冷加工而成微晶玻璃。