一种铅烟化炉渣微晶玻璃及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种铅烟化炉渣微晶玻璃及其制备方法，所用原料为铅烟化炉渣为主料，石英砂和石灰石为辅料混合而成，具体原料按质量百分比为：铅烟化炉渣：45％～60％，石英砂：25％～35％，石灰石：15％～25％。利用铅烟化炉渣为主料制备微晶玻璃的具体步骤包括：配料、混合研磨、熔制、水淬、研磨筛分、压制成型、升温核化、降温晶化。所制备的铅烟化炉渣微晶玻璃的颜色为黑色，带有磁性，比饱和磁矩为20-35A·m2/kg，内禀矫顽力为7-27kA/m，具有生物活性，可作为温热法治疗肿瘤的铁磁体热种子材料。本发明提供的铅烟化炉渣微晶玻璃及其制备方法，使铅烟化炉渣资源得到合理利用，变废为宝，提高其经济价值。
【专利说明】一种铅烟化炉渣微晶玻璃及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微晶玻璃制造领域，特别是指一种铅烟化炉渣制备微晶玻璃。
【背景技术】
[0002]微晶玻璃属于无机非金属材料，它与玻璃、陶瓷同属于硅酸盐材料。微晶玻璃是由晶相和玻璃相组成的，集中了玻璃和陶瓷的特点，所以微晶玻璃可以像普通玻璃一样具有透明透光的性质，又兼具了陶瓷强度大、硬度大、耐热、耐腐蚀等特点，并且性能较陶瓷优异。由于微晶玻璃具有这些有益的特质，广泛应用于建筑、化工、机械工程、电力电子、光学、航天、医学等领域。
[0003]微晶玻璃的品质繁多，制备微晶玻璃的原料来源广泛，每一种产品都对应一定的生产方法，所以就使得制备微晶玻璃工艺方法多样化。铅冶炼厂烟化炉渣有价金属含量低，一般外卖做建材或用于选厂采空区填满，造成资源浪费。
[0004]目前有一种新的治疗或辅助治疗肿瘤的有效方法一一温热疗法，该方法是预先在肿瘤部位注入或植入铁磁体热种子，施加交变磁场，通过磁滞生热加热肿瘤部位，使癌细胞坏死，而正常细胞不被伤害，从而达到治疗肿瘤的作用，该方法对处于人体深处并且不能手术切除的骨肿瘤、脑肿瘤等有独特的作用。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的在于提出一种铅烟化炉渣微晶玻璃及其制备方法，提供了一种铅烟化炉渣资源有效利用的途径，变废为宝，提高其经济价值，同时丰富微晶玻璃的种类。
[0006]基于上述目的本发明提供了一种铅烟化炉渣微晶玻璃及其制备的方法，所述铅烟化炉渣微晶玻璃包括以下质量百分比的组分为原料制备的:铅烟化炉渣:45%?60%，石英砂:25%?35%，石灰石:15%?25%。
[0007]所述铅烟化炉渣的主要成分质量百分比为:25% -30%的S12, 23% -28%的Fe2O3,15% -20% 的 Ca0，4.0% -4.5% 的 Na2O, 2% -8% 的 Zn，1.0% -1.5% 的 Pb。
[0008]所述铅烟化炉渣微晶玻璃的颜色为黑色，有磁性，比饱和磁矩为20-35A *m2/kg,内禀矫顽力为7-27kA/m。
[0009]所述铅烟化炉渣微晶玻璃具有生物活性，作为温热法治疗肿瘤的铁磁体热种子材料。
[0010]所述铅烟化炉渣微晶玻璃的制备方法，具体包括以下步骤:
[0011](I)按照质量比取铅烟化炉渣45%?60%、石英砂25%?35%、石灰石15%?25%为原料，将原料混合均匀；
[0012](2)将混合均匀的原料放置在玻璃熔窑内，在1520-1680°C下熔制l_3h ；
[0013](3)将熔制好的玻璃液，用水水淬，得到0.1-0.2mm的颗粒玻璃球，烘干备用；
[0014](4)将水淬后的玻璃球进行研磨，并振动筛分，筛选出粒度在在0.1-1.5mm的玻璃粉末；
[0015](5)将筛选的玻璃粉末装入模具，在100-200°C和20-49MPa压力下保持ll-15min，卸压制成胚体；
[0016](6)在 20-49MPa 压力下，以 5-10 °C /min 的速率升温至 500 °C -690 °C，保温1.1-1.5h，再以 16-200C /min 的速率升温至 1000_1090°C，保温 l_3h ；
[0017](7)在20-49MPa压力下，以5-7°C/min的速率降至800-900°C，保温l_2h，再以2-30C /min的速率降至常温后制成微晶玻璃。
[0018]从上面所述可以看出，本发明提供的铅烟化炉渣微晶玻璃及其制备方法法，不仅丰富了微晶玻璃的种类，而且提供了一种可应用于医学领域的磁性微晶玻璃。以废气资源铅烟化炉渣为原料制备微晶玻璃具有以下有益效果:(I)铅烟化炉渣中含有丰富的氧化铁，提供微晶玻璃成分中全部的氧化铁来源，无需再添加其它含有氧化铁的物质。(2)铅烟化炉渣中含有二氧化硅和氧化钙，减少石英砂和石灰石的用量，节约成本。(3)铅烟化炉渣中含有有价金属，作为原料制备微晶玻璃，合理利用有价金属，避免浪费。(4)解决了铅烟化炉渣大面积堆积，造成资源浪费的问题，变废为宝，提高其经济价值，绿色环保。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
[0020]本发明实施例提供了一种铅烟化炉渣微晶玻璃，包括以下质量百分比的组分为原料制备的，铅烟化炉渣:45%?60%，石英砂:25%?35%，石灰石:15%?25%。
[0021]其中主料铅烟化炉渣的主要成分质量百分比为:25% -30%的S12, 23% -28%的Fe2O3,15% -20% 的 CaO, 4.0 % -4.5% 的 Na2O, 2% -8% 的 Zn，1.0% -1.5% 的 Pb。铅烟化炉渣作为原料能够提供微晶玻璃成分中全部的氧化铁，部分提供二氧化硅和氧化钙，减少其他矿物原料的使用，降低成本。
[0022]石英砂和石灰石为辅料，其中石英砂包含二氧化硅的含量为90% ±0.3%，石灰石包含碳酸钙的含量为95% ±0.2%。在铅烟化炉渣微晶玻璃的制备过程中，加入辅料石英砂和石灰石增加原料中二氧化硅和氧化钙的含量。
[0023]铅烟化炉渣的主要成分为氧化铁，二氧化硅和氧化钙，以铅烟化炉渣为主料制备出的微晶玻璃的颜色为黑色，带有磁性，比饱和磁矩为20-35A.m2/kg，内禀矫顽力为7-27kA/m。样品在模拟体液中浸泡8周，表面生成了磷酸钙层，磷酸钙层能与人体组织紧密结合，具有生物活性，作为温热法治疗肿瘤的铁磁体热种子材料。
[0024]铅烟化炉渣微晶玻璃的制备方法，具体包括以下步骤:
[0025](I)按照质量比取铅烟化炉渣45%?60%、石英砂25%?35%、石灰石15%?25%为原料，将原料混合均匀；
[0026](2)将混合均匀的原料放置在玻璃熔窑内，在1520_1680°C下熔制l_3h ；
[0027](3)将熔制好的玻璃液，用水水淬，得到0.1-0.2mm的颗粒玻璃球，烘干备用；
[0028](4)将水淬后的玻璃球进行研磨，并振动筛分，筛选出粒度在在0.1-1.5mm的玻璃粉末；
[0029](5)将筛选的玻璃粉末装入模具，在100-200°C和20-49MPa压力下保持ll-15min，卸压制成胚体；
[0030](6)在 20-49MPa 压力下，以 5-10 °C /min 的速率升温至 500 °C -690 °C，保温1.1-1.5h，再以 16-200C /min 的速率升温至 1000_1090°C，保温 l_3h ；
[0031](7)在20-49MPa压力下，以5-7°C/min的速率降至800-900°C，保温l_2h，再以2-30C /min的速率降至常温后制成微晶玻璃。
[0032]上述制备铅烟化炉渣微晶玻璃的操作步骤方法简单，用铅烟化炉渣为主通过上述方法能够结晶完全，制备成具有磁性的铅烟化炉渣微晶玻璃。
[0033]实施例1
[0034]铅烟化炉渣主要组成及含量为:27%的S12, 25%的Fe2O3,18%的Ca0，4.3的Na20，4%的Zn，1.2%的Pb。石英砂的二氧化硅含量为90 %，石灰石的碳酸钙的含量为95%。具体步骤为:
[0035](I)按照质量比取铅烟化炉渣49%、石英砂31 %、石灰石20%为原料，将原料混合均匀。
[0036](2)将混合均匀的原料放置在玻璃熔窑内，在1525°C下熔制1.5h。
[0037](3)将熔制好玻璃液，用水水淬，得到0.1-0.2mm的颗粒玻璃球，烘干备用。
[0038](4)将水淬后的玻璃球进行行研磨，并振动筛分，筛选出粒度在0.1-1.5mm的玻璃粉末。
[0039](5)将筛选的玻璃粉末装入模具，在100°C和30MPa压力下保压llmin，卸压制成胚体。
[0040](6)在30MPa压力下，以5°C /min的速率升温至600°C，保温1.2h，再以16°C /min的速率升温至1200°C，保温2h。
[0041](7)在30MPa压力下，以5°C /min的速率降至900°C，保温2h，再以3°C /min的速率降至常温后制成微晶玻璃。
[0042]实施例2
[0043]铅烟化炉渣主要组成及含量为:27%的S12, 25%的Fe2O3,18%的Ca0，4.3的Na20，4%的Zn，1.2%的Pb。石英砂的二氧化硅含量为90 %，石灰石的碳酸钙的含量为95%。具体步骤为:
[0044](I)按照质量比取铅烟化炉渣54%、石英砂27%、石灰石19%为原料，将原料混合均匀。
[0045](2)将混合均匀的原料放置在玻璃熔窑内，在1530°C下熔制1.5h。
[0046](3)将熔制好玻璃液，用自来水水淬，得到0.1-0.2mm的颗粒玻璃球，烘干备用。
[0047](4)将水淬后的玻璃球进行行研磨，并振动筛分，筛选出粒度在0.1-1.5mm的玻璃粉末。
[0048](5)将筛选的玻璃粉末装入模具，在100°C和30MPa压力下保压llmin，卸压制成胚体。
[0049](6)在30MPa压力下，以5°C /min的速率升温至650°C，保温1.2h，再以16°C /min的速率升温至1200°C，保温2h。
[0050](7)在30MPa压力下，以5°C /min的速率降至850°C，保温2h，再以3°C /min的速率降至常温后制成微晶玻璃。
[0051]实施例3
[0052]铅烟化炉渣主要组成及含量为:27%的S12, 25%的Fe2O3,18%的Ca0，4.3的Na20，4%的Zn，1.2%的Pb。石英砂的二氧化硅含量为90 %，石灰石的碳酸钙的含量为95%。具体步骤为:
[0053](I)按照质量比取铅烟化炉渣59%、石英砂25%、石灰石16%为原料，将原料混合均匀。
[0054](2)将混合均匀的混合料放置在玻璃熔窑内，在1530°C下熔制2h。
[0055](3)将熔制好玻璃液，用水水淬，得到0.1-0.2mm的颗粒玻璃球，烘干备用。
[0056](4)将水淬后的玻璃球进行行研磨，并振动筛分，筛选出粒度在0.1-1.5mm的玻璃粉末。
[0057](5)将筛选的玻璃粉末装入模具，在100°C温度和30MPa压力下保压llmin，卸压制成胚体。
[0058](6)在30MPa压力下，以5°C /min的速率升温至690°C，保温1.5h，再以20°C /min的速率升温至1050°C，保温2h。
[0059](7)在30MPa压力下，以5°C /min的速率降至900°C，保温2h，再以3°C /min的速率降至常温后制成微晶玻璃。
[0060]本发明提供了铅烟化炉渣微晶玻璃及其制备方法，丰富了微晶玻璃的的种类，提供了一种具有磁性的黑色微晶玻璃，可以用于医药领域。采用铅烟化炉渣作为主料，石英砂、石灰石作为辅料制备出含硅铁钙的微晶玻璃，变废为宝，无需添加其他化学试剂，废弃资源得到合理利用，避免浪费有价金属，绿色环保。
[0061]所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种铅烟化炉渣微晶玻璃，其特征在于，所述铅烟化炉渣微晶玻璃包括以下质量百分比的组分为原料制备的: 铅烟化炉渣45%?60% 石英砂 25%?35% 石灰石 15%?25%。
2.根据权利要求1所述的铅烟化炉渣微晶玻璃，其特征在于，所述铅烟化炉渣的主要成分质量百分比为:25% -30% 的 S12，23% -28% 的 Fe2O3,15% -20% 的 CaO，4.0% -4.5%的 Na2O, 2% -8% 的 Zn，1.0% -1.5% 的 Pb。
3.根据权利要求1所述的铅烟化炉渣微晶玻璃，其特征在于，所述铅烟化炉渣微晶玻璃的颜色为黑色，有磁性，比饱和磁矩为20-35A.m2/kg,内禀矫顽力为7_27kA/m。
4.根据权利要求3所述的铅烟化炉渣微晶玻璃，其特征在于，所述铅烟化炉渣微晶玻璃具有生物活性，作为温热法治疗肿瘤的铁磁体热种子材料。
5.一种权利要求1所述的铅烟化炉渣微晶玻璃的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤: (1)按照质量比取铅烟化炉渣45%?60 %、石英砂25 %?35 %、石灰石15 %?25 %为原料，将原料混合均匀； (2)将混合均匀的原料放置在玻璃熔窑内，在1520-1680°C下熔制l_3h； (3)将熔制好的玻璃液，用水水淬，得到0.1-0.2mm的颗粒玻璃球，烘干备用； (4)将水淬后的玻璃球进行研磨，并振动筛分，筛选出粒度在在0.1-1.5mm的玻璃粉末； (5)将筛选的玻璃粉末装入模具，在100-200°C和20-49MPa压力下保持ll-15min，卸压制成胚体； (6)在20-49MPa 压力下，以 5_10°C /min 的速率升温至 500°C _690°C，保温 1.1-1.5h，再以16-20°C /min的速率升温至1000-1090°C，保温l_3h ； (7)在20-49MPa压力下，以5-7°C/min的速率降至800-900°C，保温l_2h，再以2-3°C /min的速率降至常温后制成微晶玻璃。
【文档编号】C03C6/10GK104445943SQ201410756128
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】陈兰, 李环, 谭代娣, 谢兆凤, 刘万里 申请人:郴州市金贵银业股份有限公司