微晶玻璃生产工艺设计

《微晶玻璃生产工艺设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、铁尾矿微晶玻璃生产工艺1.微晶玻璃概述微晶玻璃(CRYSTOEandNEOPARIES)又称微晶玉石或陶瓷玻璃。是综合玻璃，是一种外国刚刚开发的新型的建筑材料，它的学名叫做玻璃水晶。微品玻璃和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性，普通玻璃内部的原子排列是没有规则的，这也是玻璃易碎的原因之一。而微品玻璃象陶瓷一样，由晶体组成，也就是说，它的原子排列是有规律的。所以，微晶玻璃比陶瓷的亮度高，比玻璃初性强。因其可用矿石、工业尾矿、冶金矿渣、粉煤灰、煤矸石等作为主要生产原料，且生产过程中无污染，产品本身无放射性污染，故

2、又被称为环保产品或绿色材料。微晶玻璃集屮Y玻璃、陶瓷及天然石材的三重优点，优於天石材和陶瓷，可用於建筑幕墙及室内高档装饰，还可做机械上的结构材料，电子、电工上的绝缘材料，大规模集成电路的底板材料、微波炉耐热列器皿、化工与防腐材料和矿山耐磨材料等等。是具有发展前途的21世纪的新型材料。2.利用铁尾矿制备微晶玻璃生产工艺2.1生产原料及设备生产原料包括：铁矿尾矿(铁尾矿)、方解石、氧化铝、菱镁矿、纯碱、硼酸、碳酸钡等。仪器设备采用LCT-2型差热分析仪、日立S-450扫描电镜、D/MAX-3C型X衍射仪、EDAX—9100型能谱分析仪

3、、KZJ5000-1型电动抗折仪等。2.1.1铁尾矿形貌及成分图1铁矿尾矿形貌特征图2铁矿尾矿能谱图铁矿尾矿颜色呈青0色，粒度较细，颗粒小于40目，可以清晰观察到尾矿中含有的晶莹洁G的石英颗粒，尾矿中泥土含量较少，是理想砂质尾矿。该铁矿尾矿经扫描电镜观察及能谱分析，其尾矿形貌特征见图1,能谱图见图2,成分检测结果见表1。£/kcV化学组成SiO2AL2O3Fe2O3CaOMgOK20Na2O其他EW74.46.258.592.572.441.322.541.901002.1.2玻璃系统的确定由表1可见其中主耍成分有SiO2、A12

4、O3、Fe2O3,并且含有一定量的CaO、MgO、K20、Na2O。该尾矿中的铁含量过高；在铁矿尾矿成分改性的研究，添加适量的CaO、MgO,使之形成CaO—MgO—A12O3—SiO2系统玻璃。并且在玻璃成分中引入少量的BaO、B2O3,降低高温粘度，有助于降低熔化温度，并加人少量硫磺，使部分铁转化成硫化亚铁，有助于晶化。2.2晶核剂通过确定尾矿的CaO—MgO—A12O3—SiO2玻璃系统，晶核剂的选择应与基础玻璃系统密切相关。采用Cr2O3、TiO2做晶核剂。由于铬尖晶石的晶格常数为ao=8.O86XlO'lom,透辉石晶格

5、常数a=9.73Xl(T1Gm,b=8.89X1O10m,c=5.25X10,0m,其a、b值与铬尖晶石a()相匹配，易在熔体内形成透辉石晶体；TiO2金红石晶格常数3c=8.88Xl(Twm与P-硅灰石a=7.94X10_IGm比较接近，易在TiO2周围形成｛3-硅灰石。Cr2O3在CaO—MgO—A12O3—SiO2玻璃巾溶解度较低，不足以形成大量晶胚，其单独作为晶核剂效果不好；若同时引入TiO2晶核剂，可以更好地诱导硅灰石晶体产生，本工艺采用了复舍晶核剂.w(Cr2O3)=1.5%,w(TiO2)=2.5%o经过试验，最终摸

6、索出一个铁矿尾矿添加量较多的微晶玻璃矿物配方和化学组成(见表2、3)。表2铁矿尾矿微晶玻璃矿物组成%矿物组成尾矿氧化铝菱镁矿方解石硼酸碳酸钡纯碱w63.32.610.216.12.61.43.8表3铁矿尾矿微晶玻璃化学成分%化学成分SiO2AI2O3B2O2FeO/Fe2O.3CaOMgOBaONa2OK2OW57.17.91.86.512.87.01.44.51.02.3微晶玻璃生产工艺流程微晶玻璃的生产方法主要有两种：压延法和烧结法。压延法由于投资大，工艺技术复杂，生产成本也比较高，并且对技术装备要求比较高。国内只有两家企业采

7、用，大多数企业较普遍地采用烧结法。本工艺采用烧结法工艺，其工艺流程力：配料一混合一熔制一水淬一过筛一铺料一晶化一抛磨一切割一成品。2.4玻璃料的熔制按照表2所示的矿物组成进行配料，混合均匀。将200mL氧化铝坩埚在升温前放人硅钼棒电炉中；用3,4h将炉温升至1300°C，开始加料，每间隔20min加料一次；最后升至1500°C恒温0.5〜1h,使玻璃液澄清；然后将熔融玻璃液进行水淬，获得制备微晶玻璃所需的玻璃料。2.5差热分析及热处理应用差热分析仪对玻璃粉末进行差热分析，升温速率为10°C/min，差热曲线见阁3。其转变温度ts大

8、约为72(TC,因此确定核化温度h=tg+50°C=770°C;晶化温度选择最高放热峰lioor，升温速率控制在3〜5'C/min，核化恒温1.5h,品化恒温分别为2h和1h。将水淬后的玻璃料在球磨机屮进行破碎，分别经8、16、20且筛分成3份，按