一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃，按质量百分比计，它的原料包括如下组分：金铜尾矿60-75wt％，石英砂20-35wt％，纯碱2-5wt％，二氧化钛1-3wt％，三氧化二钴0.1-0.5wt％。本发明所制备的黑色装饰玻璃具有板面尺寸大，黑色色泽纯正，光泽度高，密度和强度大的特点，密度在2.8-3.4g/cm3的范围内，抗折强度高达120-200MPa，可以作为玻璃家具、玻璃台面LOGO板、背景墙面、包柱玻璃、玻璃围挡、玻璃地台、雕刻艺术玻璃等使用。
【专利说明】一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃及其制备方法，属于建筑装饰材料的【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着我国工业化的迅速发展，矿产资源的需求急剧增加，在过度开发的过程当中，不可避免地产生大量的固体废渣。全球范围内有大量的矿山被开采，产生了数量巨大的废弃尾矿，对生态环境造成了严重的影响与破坏，环境恢复需要相当长的时间。在废弃的矿山尾矿中存在一些重金属和其他有害元素的重要载体，对地表土壤和地下水的质量有很大影响，不容忽视。
[0003]金铜尾矿是在金铜矿开采、分选之后排放的粉状废料，包括金铜矿山尾矿和选厂尾矿，其中，矿山尾矿包括已经开采出的伴生岩石和选矿中途剔除的低品位矿石。为此，通常情况下，在开采金铜矿山的同时要建设巨大的可容纳矿山全部生产期间排出尾砂的尾矿库，尾矿工程投资较大，还要占用大量农田和林地，破坏了生态平衡。
[0004]随着我国金 铜产量的增加，金铜深加工能力也具有一定的规模，但是金铜矿经精选后所产生的尾矿粉被大量排出，给社会发展和环境保护带来了巨大的压力。金铜矿开采不断推进，对环境和社会的影响也在加剧，再加上尾矿库的坍塌事故多发，合理充分利用金铜尾矿是金铜矿开采、加工企业亟待解决的社会难题。
[0005]近年来，对于尾矿的开发利用，以前主要集中用于生产水泥及硅酸盐制品，品种单一，且品质与附加值不高。黑色装饰玻璃是经过本体特殊着色处理的玻璃，其颜色纯正、均匀。纯正的色彩，优良的品质，总能拓宽设计思路，带给您不同的装饰效果。黑色是一个不老的流行色，纯正而富有神秘的美，永远不可替代，黑色玻璃作为玻璃家族中出色的一员，一直受到关注。黑色装饰玻璃可以作为玻璃家具、玻璃台面LOGO板、背景墙面、包柱玻璃、玻璃围挡、玻璃地台、雕刻艺术玻璃等使用。
[0006]目前制备黑色装饰玻璃的方法主要是在无色的建筑玻璃中，加入三氧化二钴、氧化镍和三氧化二铁为复合着色剂，实现玻璃的着色而制得的，其制备工艺控制较难，生产成本相对较高，对生产装备的要求高。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃及其制备方法，所得黑色装饰玻璃密度大、强度高、色泽纯正。
[0008]本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为:
[0009]一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃，按质量百分比计，其原料包括如下组分:金铜尾矿60-75wt%,石英砂20-35wt%,纯碱2-5wt%, 二氧化钛l_3wt%,三氧化二钴0.1—0.5wt % ο[0010]上述以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃的制备方法，将上述原料金铜尾矿、石英砂、硼砂、纯碱、二氧化钛按比例混合后，经熔制、成型、退火、后加工制得黑色装饰玻璃。
[0011]按上述方案，所述各原料均为粉状；所述各原料若为潮湿状态，需经过预干燥处理。
[0012]按上述方案，所述熔制的温度优选为1460°C -1500°c。
[0013]按上述方案，所述熔制在玻璃熔窑中进行，所述成型在压延成型机中进行，所述连接玻璃熔窑与压延成型机的供料道温度控制在1180°C -1260°C。
[0014]按上述方案，所述成型方法可以采用压延法、吹制法、拉引法、浇注法、压制法等，本发明中采用压延法。
[0015]按上述方案，所述退火的温度为600_650°C。
[0016]按上述方案，本发明中后加工为按一定的尺寸规格进行切割和磨边，即得到了产
品O
[0017]上述以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃板材的制备方法，详细步骤如下:
[0018]I)混合:按质量百分比计，称取金铜尾矿60_75wt 石英砂20_35wt 纯碱 2-5wt%, 二氧化钛l-3wt%,三氧化二钴0.1-0.5wt%,混合均匀成配合料；
[0019]2)熔制:将所制得的配合料于玻璃熔窑进行熔化，温度控制在1460°C -1500°C的条件下，形成符合成型要求的玻璃熔体；
[0020]3)压延:将所述玻璃熔体用压辊延展成玻璃板；
[0021]4)退火:将所述玻璃板通过退火消除其中的应力；
[0022]5)后加工:将退火后的玻璃板进行切割、磨边，即得到以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃。
[0023]本发明所制备的以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃具有板面尺寸大，黑色色泽纯正，光泽度高，密度和强度大的特点，其密度在2.8-3.4g/cm3的范围内，抗折强度高达120-200MPa，可以用于玻璃家具、玻璃台面LOGO板、背景墙面、包柱玻璃、玻璃围挡、玻璃地台、雕刻艺术玻璃等。
[0024]金铜尾矿中含有多种有色金属氧化物，可作为非常有益黑色玻璃着色剂，另外添加部分玻璃形成体氧化物和非常少量的三氧化二钴，即可制备出颜色纯正的黑色玻璃。要生成黑色的玻璃，常常是同时使用二种或二种以上的着色剂物质进行着色，即混合着色。利用不同离子对看见光的吸收波长的不同，使之产生对光吸收的叠加，从而在可见光范围内(400~700nm)产生大面积的吸收，使玻璃显黑色。在利用金铜尾矿为主原料制备的黑色装饰玻璃中，金铜尾矿中的三氧化二铁和另外添加的三氧化二钴是作为复合着色剂共同对玻璃体进行着色，铁离子在300~400nm和650~1000nm对可见光产生强烈吸收，钴离子在500~600nm对可见光产生强烈吸收组合，就使的玻璃显纯正的黑色。以前工业化生产黑色玻璃的原料多为品位高的矿物原料和化工原料，造成了生产成本较高，由此人们开始寻找一些低成本的含有氧化铁的尾矿原料作为黑色玻璃的原料使用，以实现降低成本和保护环境的双重作用。目前人们对金铜尾矿的应用研究并不多，对其产品的研发少之又少。另外，随着人们环保意识的提高，对金铜尾矿的利用有所加强。
[0025]与现有技术相比，本发明的有益效果为:
[0026]I)本发明制备的以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃，其密度在2.8-3.4g/cm3的范围内，抗折强度高达120-200MPa，板材内部没有气泡等缺陷，具有板面尺寸大，黑色色泽纯正，光泽度高，密度和强度大的特点；
[0027]2)本发明利用金铜尾矿制备黑色装饰玻璃板材的，生产工艺简单，成本较低，且能消耗大量的尾矿废料，可起到变废为宝，保护环境的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明制备的以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃的照片。
【具体实施方式】
[0029]下面通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
[0030]通过X射线荧光分析测试本实施方案中金铜尾矿中的化学成分主要包括=SiO2为30.9wt %，Al2O3 为 8.2wt %，Fe2O3 为 24.6wt %，CaO 为 29.9wt %，MgO 为 4.6wt %，这些氧化物的总量占整个金铜尾矿氧化物成分的98wt%以上，另外还有少量的K20，Na2O, TiO2和SO3,以上成分几乎全部可以为制备金铜尾矿黑色装饰玻璃板材时所利用。
[0031]实施例1
[0032]一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃，按质量百分比计，其原料包括如下组分:金铜尾矿75wt%,石英砂20wt%,纯碱3wt%, 二氧化钛1.5wt%,三氧化二钴0.5wt%。
[0033]上述以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃的制备方法，具体包括如下步骤:
[0034]I)按质量百分比计,称取金铜尾矿75wt%,石英砂20wt%,纯碱3wt%, 二氧化钛
1.5wt%,三氧化二钴0.5wt%,混合均匀成配合料；
[0035]2)熔制:将所制得的配合料投入到浅池(玻璃熔窑熔化池的深度〈600_)蓄热室马蹄焰窑中进行熔化，温度控制在1460°C，形成符合成型要求的玻璃熔体；
[0036]3)成型:熔化质量达到要求的玻璃熔体通过熔窑后部的工作部、供料道流入玻璃压延机，供料道的温度控制在1180°C，在对辊压延机的压制下使玻璃熔体延展成玻璃板；
[0037]4)退火:将所得玻璃板通过退火窑，消除其中的应力，退火温度可设置为610°C ；
[0038]5)后加工:将退火后的玻璃板进行切割、磨边，即得到一定尺寸规格的以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃。
[0039]本实施例所制备的黑色装饰玻璃具有板面尺寸大，黑色色泽纯正，光泽度高，密度和强度大的特点，密度为3.4g/cm3，抗折强度高达200MPa。
[0040]实施例2
[0041]一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃，按质量百分比计，其原料包括如下组分:金铜尾矿70wt%,石英砂35wt%,纯碱3.7wt%, 二氧化钛Iwt %,三氧化二钴0.3wt%。
[0042]上述以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃的制备方法，具体包括如下步骤:
[0043]I)按质量百分比计,称取金铜尾矿70wt%,石英砂35wt%,纯碱3.7wt%, 二氧化钛Iwt %,三氧化二钴0.3wt %,混合均匀成配合料；
[0044]2)熔制:将所制得的配合料投入到浅池(玻璃熔窑熔化池的深度<600mm)蓄热室马蹄焰窑中进行熔化，温度控制在1480°C，形成符合成型要求的玻璃熔体；
[0045]3)成型:熔化质量达到要求的玻璃熔体通过熔窑后部的工作部、供料道流入玻璃压延机，供料道的温度控制在1220°C，在对辊压延机的压制下使玻璃熔体延展成玻璃板；[0046]4)退火:将所得玻璃板通过退火窑，消除其中的应力，退火温度可设置为610°C ；
[0047]5)后加工:将退火后的玻璃板进行切割、磨边，即得到一定尺寸规格的以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃。
[0048]本实施例所制备的黑色装饰玻璃具有板面尺寸大，黑色色泽纯正，光泽度高，密度和强度大的特点，密度为3.lg/cm3，抗折强度高达160MPa。
[0049]实施例3
[0050]一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃，按质量百分比计，其原料包括如下组分:金铜尾矿60wt%,石英砂35wt%,纯碱2.9wt%, 二氧化钛Iwt %,三氧化二钴0.1wt %。
[0051]上述以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃的制备方法，具体包括如下步骤:
[0052]I)按质量百分比计,称取金铜尾矿60wt%,石英砂35wt%,纯碱2.9wt%, 二氧化钛Iwt三氧化二钴0.1wt混合均匀成配合料；[0053]2)熔制:将所制得的配合料投入到浅池(玻璃熔窑熔化池的深度<600mm)蓄热室马蹄焰窑中进行熔化，温度控制在1500°C，形成符合成型要求的玻璃熔体；
[0054]3)成型:熔化质量达到要求的玻璃熔体通过熔窑后部的工作部、供料道流入玻璃压延机，供料道的温度控制在1260°C，在对辊压延机的压制下使玻璃熔体延展成玻璃板；
[0055]4)退火:将所得玻璃板通过退火窑，消除其中的应力，退火温度可设置为610°C ；
[0056]5)后加工:将退火后的玻璃板进行切割、磨边，即得到一定尺寸规格的以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃。
[0057]本实施例所制备的黑色装饰玻璃具有板面尺寸大，黑色色泽纯正，光泽度高，密度和强度大的特点，密度2.8g/cm3，抗折强度高达120MPa。
【权利要求】
1.一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃，其特征在于:按质量百分比计，它的原料包括如下组分:金铜尾矿60-75wt %,石英砂20-35wt %,纯碱2_5wt %, 二氧化钛l-3wt%,三氧化二钴 0.1-0.5wt%。
2.权利要求1所述的一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃的制备方法，其特征在于:将原料金铜尾矿、石英砂、硼砂、纯碱、二氧化钛按比例混合后，经熔制、成型、退火、后加工制得黑色装饰玻璃。
3.根据权利要求2所述的一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃的制备方法，其特征在于:所述熔制的温度为1460°C -1500°C。
4.根据权利要求2所述的一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃的制备方法，其特征在于:所述熔制在玻璃熔窑中进行，所述成型在压延成型机中进行，所述连接玻璃熔窑与压延成型机的供料道 的温度控制在1180°C -1260°C。
5.根据权利要求2所述的一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃的制备方法，其特征在于:所述成型方法采用压延法。
6.根据权利要求2所述的一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃的制备方法，其特征在于:所述退火的温度为600-650°C。
7.根据权利要求2所述的一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃的制备方法，其特征在于:所述后加工为切割和磨边。
8.根据权利要求2所述的一种以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃的制备方法，其特征在于:具体步骤如下: 1)混合:按质量百分比计，称取金铜尾矿60-75wt%,石英砂20-35wt%,纯碱2-5wt%,二氧化钛l-3wt%,三氧化二钴0.1-0.5wt%,混合均匀成配合料； 2)熔制:将所制得的配合料于玻璃熔窑进行熔化，温度控制在1460°C-1500°C的条件下，形成符合成型要求的玻璃熔体； 3)压延:将所述玻璃熔体用压辊延展成玻璃板； 4)退火:将所述玻璃板通过退火消除其中的应力； 5)后加工:将退火后的玻璃板进行切割、磨边，即得到以金铜尾矿为主原料的黑色装饰玻璃。
【文档编号】C03C4/02GK103951188SQ201410162655
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月22日 优先权日:2014年4月22日
【发明者】何峰, 谢峻林, 刘小青, 梅书霞, 金明芳 申请人:武汉理工大学