[发明专利]一种利用青石粉制备的微晶玻璃及其制备方法

说明书

本发明公开了一种利用青石粉制备的微晶玻璃及其制备方法，所述微晶玻璃以青石粉为主要原料并加入适量纯试剂制备得到，其主晶相为硅灰石，还含有少量斜方硅灰石；其中，所述青石粉的质量百分比为40～75％，纯试剂的质量百分比为25～60％。本发明将原料混合均匀得到配合料，然后熔制、水淬、烘干、破碎，放置刚玉坩埚中热处理后随炉冷却，获得以硅灰石为主晶相的微晶玻璃。本发明原料来源方便，青石粉的利用率最高可达70％以上，远远高于传统水泥混凝土、陶瓷、发泡砖行业的青石粉处理量仅有30％以下的局面。且制备方法简单，成本低廉，制得的微晶玻璃具有优良的抗弯强度和显微硬度，附加值高，具有显著的经济与社会效益。

技术领域

本发明涉及微晶玻璃，尤其涉及一种利用青石粉制备的微晶玻璃及其制备方法，属于资源多元化利用和环保技术领域。

背景技术

微晶玻璃又称玻璃陶瓷，对特定组成的基础玻璃可控结晶而得到的含有大量微晶相及玻璃相的多晶材料。微晶玻璃既有玻璃的基本性能，又具有陶瓷的多晶特征，集中了玻璃和陶瓷的特点，这一特点使得微晶玻璃拥有比陶瓷更高的强度和硬度，相对于玻璃而言又具有更高的韧性。微晶玻璃的耐磨性能、抗酸碱腐蚀性能、抗压性能等均优于天然石材，而且没有污染，因此成为一类独特的新型材料。

微晶玻璃自研制成功以来，已经在建筑、电子工业、生物医学、机械、航空航天工程等领域获得广泛的应用。与同类玻璃和陶瓷相比，微晶玻璃具有优良的电学、磁学、热学、力学方面的性能，例如电绝缘性优良、低热膨胀系数、机械强度高、耐磨性能好、高断裂韧性等。

青石粉是青石加工过程中产生的固体废弃物，矿山企业在采矿完成后，将青石粉作为废渣处理，多以泥浆形式外排，长此以往便形成青石粉堆，数量巨大，具有极大的安全隐患，如遇上下雨天极易发生山体滑波与泥石流。此外，堆积的青石粉中有害元素会渗透到地下，对于环境、地下水等会造成极大的污染。据统计，江西省星子县每天产生的青石粉约200吨，因此对于青石粉的处理是我国采矿企业面临的一个重大问题。青石粉主要成分是SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、K₂O、Na₂O等，利用其制备微晶玻璃装饰材料，不但弯曲强度、抗压强度、耐化学性能等优于花岗岩和天然大理石，而且增加了对固体废弃物的资源化利用，产业化发展对生态文明建设和可持续发展战略实施具有重要意义。

如中国专利申请号为201410284814.2公布了一种废石粉陶瓷及其制备方法，按照重量份数计，其为配方：高岭土33～36份；石粉废料33～36份；水28～35份；腐植酸钠10～12份；水玻璃8～10份；聚乙二醇10～12份。将废石粉料晒干，用筛子筛选；将筛选好的废石粉料与高岭土、水混合制成泥浆；将制成的泥浆陈化放置；再加入水玻璃，腐植酸钠，聚乙二醇进行搅拌均匀后在进行注浆；待胚体晾干后高温烧制成型。

又如中国专利申请号为201610701932.8公布了一种石灰石粉在混凝土中的应用，包括28天抗压强度为52.2MPa的水泥、密度为2.72g/cm³的超细石灰石、砂子、2mm-20mm碎石的粗骨料、5mm-20mm的豆石、粉煤灰和聚羧酸高性能减水剂。通过掺入细的石灰石粉提高混凝土的早期强度。

又比如中国专利申请号为201610885547.3公开了一种石粉发泡砖及其制备方法，该发泡砖包括石粉、粗砂、水泥、抗裂剂、增强粘合剂、增硬剂以及助剂。将所述粉料混合物中加入总质量20％的水充分搅拌均匀后，放入空心砖压制成型设备内进行压制成型，在阴凉通风处自然干燥，即得所述石粉发泡砖。

上述现有的方法虽然可以处理部分石粉，但是利用率低，处理方法复杂，且得到的产品为低附加值的陶瓷、水泥混凝土、发泡砖，无法提高青石粉回收利用过程中的经济效益。

发明内容