利用废玻璃低温烧制微晶玻璃板材的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用废玻璃低温烧制微晶玻璃板材的方法，包括以下步骤：一）获得两种粒度的玻璃混合粉；二）做差热分析，获得依次升高的四个拐点温度T1、T2、T3和T4；测试玻璃混合粉的析晶起始温度T5；三）将玻璃混合粉装入成型耐火模具中；四）将模具置于电炉中，在常压下在700～980°范围内烧制，然后随炉冷却至室温出炉，得到微晶玻璃坯体；五）将微晶玻璃坯体加工成制成品。本发明专利技术既能降低微晶玻璃板材的生产成本，又能使废玻璃得到高附加值的循环再利用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，包括以下步骤：一）获得两种粒度的玻璃混合粉；二）做差热分析，获得依次升高的四个拐点温度T1、T2、T3和T4；测试玻璃混合粉的析晶起始温度T5；三）将玻璃混合粉装入成型耐火模具中；四）将模具置于电炉中，在常压下在700～980°范围内烧制，然后随炉冷却至室温出炉，得到微晶玻璃坯体；五）将微晶玻璃坯体加工成制成品。本专利技术既能降低微晶玻璃板材的生产成本，又能使废玻璃得到高附加值的循环再利用。【专利说明】
本专利技术涉及一种微晶玻璃板材的烧制方法，特别涉及一种。
技术介绍
微晶玻璃是将特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化过程制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶材料。微晶玻璃既不同于玻璃也不同于陶瓷，它具有玻璃的基本性能，又集中了陶瓷的多晶特征，使其性能指标往往优于同类玻璃和陶瓷，成为一类独特的新型材料。在现有的各类微晶玻璃体系中，Ca0-A1203-Si02体系(简称CAS)以机械强度高、耐磨性好、耐侵蚀、光泽度高、吸水率低、无放射性等优点广泛应用于高档装饰建材领域。由于其具有丰富的颜色、均匀的色泽、富有立体感和层次感的花纹，也被认为是天然石材的理想替代品。由于对生产原料有一定要求，且需要两道1000°C以上的高温度工序，微晶玻璃的生产成本一直居高不下，在很大程度上限制了其市场推广。虽然国内外已经将粉煤灰、矿渣、多种工业尾矿等作为廉价原料在实际生产中加以应用，一定程度上降低了成本，但是相对于廉价的瓷砖类装饰材料，其较高的价格还是令普通消费者难以接受。虽然天然石材的价格连年攀升，加之国内微晶玻璃市场竞争激烈导致价格下降，但在价格相差不大的情况下，更多的消费者更倾向于使用源于自然、应用广泛的天然石材。目前技术最先进、应用最广的建材用微晶玻璃制作工艺是烧结法，流程可以归纳为:配料-混合-玻璃熔制-水淬-烘干-过筛-分级-装模-烧结-晶化-磨抛得到成品。根据计算，烘干之前各道工序的消耗已占到总成本的35-40%，而到此工序为止得到的产物与普通玻璃性质相近。因此，用经过处理的废弃玻璃作为替代制作低成本微晶玻璃原料的想法应运而生。 随着工业化规模提高和城市化进程加快，我国每年需要集中处理的工业废玻璃和废弃的容器玻璃数量急剧上升。这些废玻璃不仅占用了土地资源，还造成环境污染，加速对这类再生资源的综合利用已迫在眉睫。根据统计，在我国大城市废玻璃回收率仅为15-20%，世界平均水平约为50%，在美国、德国、日本等发达国家甚至达到80%。国内的废旧玻璃之所以回收率较低，缺乏有效的、高附加值的回收再利用途径是主要原因之一。通过对这种废弃物用途的充分开发，一方面可以取代价格日益上涨的石英砂、烧碱等原料，又使废玻璃回收有利可图，可达到带动循环经济的目的。以废玻璃为原料制备微晶玻璃材料的专利文献有很多:申请号为200610140748.7的专利申请公开了一种用废玻璃制作的微晶玻璃板，但废玻璃在原料中占比不超过50%，还要加入方解石、硝酸钠、硅石粉等其它组分，且生产过程中需要将玻璃完全融化，能耗较高；申请号为200410104277.5的专利申请公开了一种用废玻璃制造建筑用非晶玻璃板材的方法，该方法需要在原料中加入5-40%的硅酸盐类析晶促进剂。由于微晶玻璃在设计配方时往往选择易于析晶的组分点，往往还要加入成核剂等物质促进材料生成晶体。而出于对透光效果的考虑，普通的平板或容器玻璃在生产过程中会尽量避免晶体的生成，在原料配料时往往选择相界点附近不易析晶的组分点，这就给普通玻璃向微晶玻璃的转变带来了难度。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种，该方法既能降低微晶玻璃板材的生产成本，又能使废玻璃得到高附加值的循环再利用。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种，包括以下步骤:一)将废玻璃分选、清洗、破碎、筛分成16目~150目和150目以下两种粒度的玻璃粉；以1:1~4的质量比混合均匀，获得玻璃混合粉；从材料美观的角度考虑可加入少量着色剂，例如氧化钴、氧化铜等，含量为0.1~lwt%较为合适；二)取玻璃混合粉进行500~1100°C范围内的差热分析，获得依次升高的四个拐点温度TpTyT3和T4，其中，T1为两种粒度的玻璃混合粉颗粒之间融合开始的温度，T2为两种粒度的玻璃混合粉颗粒间融合处开始形成晶核的温度，T3为晶核开始长大的温度，T4为两种粒度的玻璃混合粉吸热曲线的谷值温度，在此温度下晶体生长速度达到最大值；测试玻璃混合粉的析晶起始温度T5 ；三)在成型耐火模具内部涂覆脱模剂，然后将玻璃混合粉装入成型耐火模具中；四)将装有玻璃混合 粉的成型耐火模具置于电炉中，在常压下烧制，然后随炉冷却至室温出炉，得到微晶玻璃坯体；其中烧制过程包括软化阶段、晶粒成核阶段、晶核生长阶段和退火阶段，其中软化阶段的温度为T1~T5，较为合适的温度为:T5-30°C~ T5-20°C，恒温下保温时间为2~3h，粒成核阶段的温度为T3-30°C~T3-20°C，恒温下保温时间为3~4h，晶核生长阶段的温度为T4，恒温下保温时间为2~3h，退火阶段的温度为800~820°C，恒温下保温时间为至少2h，并且烧制过程升/降温速率为I~2°C /分钟；五)将微晶玻璃坯体加工成制成品。本专利技术具有的优点和积极效果是:以废玻璃为原料烧制新型环保的微晶玻璃材料，无需析晶促进剂等外加物或助剂，节约原料成本；通过对原料进行差热分析，结合通过测试获得的原料析晶起始温度数据，制定有针对性的烧制工艺，烧制温度在1000°c以下，生产能耗较传统微晶玻璃板材大幅下降。并且采用本专利技术制成的微晶玻璃板材的外观与性能参数与同类的市售产品相当。综上所述，本专利技术通过对适当粒径配比的玻璃颗粒制定有针对性的烧制工艺，促使其在玻璃颗粒间发生析晶，在较低温度下烧制成为致密高强的微晶玻璃材料，制成成本较低且产成品性能优良。既降低了微晶玻璃板材生产的能耗和原料成本，又为日益增加的废玻璃找到了一条高附加值的循环再利用途径。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例1中的两种粒度的玻璃混合粉XRD谱图；图2是本专利技术实施例2中的两种粒度的玻璃混合粉XRD谱图；图3是本专利技术实施例3中的两种粒度的玻璃混合粉XRD谱图；图4是采用本专利技术制成的微晶玻璃板材的岩相照片；图5是两种粒度的玻璃混合粉差热分析典型吸热曲线。【具体实施方式】为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:实施例1:对废玻璃进行分选、清洗，以透明玻璃瓶为原料，其化学组成以氧化物形式表示为(wt%):Si027 3.1、Α12032.0、Fe2O30.2、Ca09.6、MgO1.2、K2O0.5、Na2013.4 ;将原料破碎至通过16目筛后，筛分成16目~150目和150目以下两种粒径范围的粉末，并以1:4的配比用混料机混合均匀，获得两种粒度的玻璃混合粉；经测试玻璃混合粉的析晶起始温度为T5=730°C。取玻璃混合粉进行500~1100°C范围内的差热分析，获得依次升高的四个拐点温度TpTyT3和T4，其中，T1为两种粒度的玻璃混合粉颗粒之间融合开始的温度，T2为两种粒度的玻璃混合粉颗粒间融合处开始形成晶核的温度，T3为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用废玻璃低温烧制微晶玻璃板材的方法，其特征在于，包括以下步骤：一）将废玻璃分选、清洗、破碎、筛分成16目～150目和150目以下两种粒度的玻璃粉；以1:1～4的质量比混合均匀，获得玻璃混合粉；二）取玻璃混合粉进行500～1100℃范围内的差热分析，获得依次升高的四个拐点温度T1、T2、T3和T4，其中，T1为两种粒度的玻璃混合粉颗粒之间融合开始的温度，T2为两种粒度的玻璃混合粉颗粒间融合处开始形成晶核的温度，T3为晶核开始长大的温度，T4为两种粒度的玻璃混合粉吸热曲线的谷值温度，在此温度下晶体生长速度达到最大值；测试玻璃混合粉的析晶起始温度T5；三）在成型耐火模具内部涂覆脱模剂，然后将玻璃混合粉装入成型耐火模具中；四）将装有玻璃混合粉的成型耐火模具置于电炉中，在常压下烧制，然后随炉冷却至室温出炉，得到微晶玻璃坯体；其中烧制过程包括软化阶段、晶粒成核阶段、晶核生长阶段和退火阶段，其中软化阶段的温度为T1～T5，恒温下保温时间为2～3h，粒成核阶段的温度为T3?30℃～T3?20℃，恒温下保温时间为3～4h，晶核生长阶段的温度为T4，恒温下保温时间为2～3h，退火阶段的温度为800～820℃，恒温下保温时间为至少2h，并且烧制过程升/降温速率为1～2℃/分钟；五）将微晶玻璃坯体加工成制成品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：单丹，钱秋兰，李霞，尤健，赵春芳，
申请(专利权)人：天津中材工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：