一种利用crt屏玻璃制备纳米微晶石板材的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纳米微晶石的制造方法，特别涉及一种利用CRT屏玻璃制备纳米微晶石板材的方法。
技术背景
[0002]中国是家用电器的生产和消费大国，目前，中国已经进入了电视机和电脑更新换代的高峰期，每年淘汰量将达800万台以上，占整机重量55?65wt%的阴极射线管(CRT)急需找到合适的资源化解决方法。尤其是CRT中无铅的屏玻璃，如果不进行回收利用，不但占用土地，而且浪费资源，如何将废弃的屏玻璃变废为宝，成为目前亟待解决的难题。
[0003]李英侠等以废玻璃和矿渣为主要原料，通过高温熔融法制备了微晶玻璃。这些方法中废玻璃采用废弃的平板玻璃或瓶罐玻璃，且废玻璃的加入量大都在50%以下。([I]李英侠，陈嘉庚.利用废玻璃和矿渣制备烧结微晶玻璃[J].河北理工学院学报，2007，29 (2):89-92; [2]明果英，胡鹏飞，欧阳兰容等.一种利用冶炼废渣及CRT废旧玻璃制造微晶玻璃的方法[P].CN201110305757.8，2011-10-11.[3]章为夷.利用废玻璃制备建筑用微晶玻璃板材的方法[P].CN200410104277.5，2004-12-20.[4]雷恒孚.用废玻璃制作的微晶玻璃板[P].CN200610140748.7,2006-10-9.[5]大连交通大学.利用废玻璃制备建筑用微晶玻璃板材的方法[Z].gkls085624，2009.[6]冯翠兰.黑色微晶玻璃装饰板的研制[J].佛山陶瓷，2003，13(2):15-17.[7]张雯.低成本微晶玻璃材料及制备工艺[P], CN200710194303.1, 2007-12-14.[8]章为夷.利用废玻璃制备建筑用微晶玻璃板材的方法[P], CN200410104277.5, 2004-12-20.[9]雷恒孚.用废玻璃制作的微晶玻璃板[P].CN200610140748.7，2006-10-9.[10]大连交通大学.利用废玻璃制备建筑用微晶玻璃板材的方法[Z], gkls085624, 2009.)
[0004]CN102503140A公开了一种利用冶炼废渣和CRT废玻璃制造的微晶玻璃，其特征在于:根据产品要求设计工艺配方，其原材料配方为:按重量比，冶炼废渣45%，CRT废玻璃45 %，方解石灰3-5 %，石英砂5 %，外加剂0.5-1 %。所用烧结方法为传统的颗粒堆积烧结方法。
[0005]郭艳平等([I]郭艳平，钟高辉，区雪连等.利用铅锌尾矿和CRT玻璃固体废弃物协同制备微晶玻璃工艺[J]再生资源与循环经济，2014，7(5):30-34.[2]李宇，苍大强，努尔艾力.库尔班江，热娜古丽.艾克白尔.一种利用熔渣处理废弃CRT并制备微晶玻璃的方法[P], CN201410110097.1.2014-3-24.)以铅锌尾矿和CRT玻璃固体废弃物为主要原料，采用烧结法制备微晶玻璃材料。结果表明:利用铅锌尾矿、CRT玻璃废弃物制备微晶玻璃的最佳配方为:尾矿20%、CRT玻璃30%、添加辅料石英砂29.7%、方解石25%、Al20312%、晶核剂T12I %。该方法不但CRT玻璃用量少，而且整个烧结熔融温度高，制备工艺复杂，成本尚。
[0006]CN201110349617.0公开了一种利用废弃CRT玻璃渣及荧光粉制备微晶玻璃工艺，其特征是，包括以下步骤= (I)CRT中的荧光粉用稀硫酸进行溶解，加入HF将溶解出的稀土离子转变成氟化稀土沉淀，过滤，干燥；(2)CRT玻璃残渣经过清洗、过滤、研磨，然后与氟化稀土和氟化钠按比例混合，混合物中各物质的质量含量为:玻璃残渣:62%?68%、氟化钠:28%?32%、氟化稀土:4%?6%，然后研磨使其混合均匀；(3)然后将物料在温度900?1200°C焙烧20?60min，将玻璃水倒入不锈钢板中，在380?450°C高温炉中冷却I?2h，再自然冷却至室温，即得微晶玻璃。该方法CRT玻璃残渣加入量低，且所制备的微晶玻璃中含有部分对环境和人体有害的稀土物质，不能大规模用于建筑装饰板材。
[0007]Lazau 等人([I]Lazau, I, Borcanescu, S, Pacurariu, C.Kinetic Study OfThe Non-1sothermal Crystallizat1n Process Of Hematite In Ceramic GlazesObtained From Crt Wastes[J].Journal Of Thermal Analysis And Calorimetry, 2013，112(1):345-351.)以CRT玻璃(包括屏玻璃，颈玻璃，锥玻璃)和Fe2O3为原料制备了陶瓷用颜料。其中Fe2O3用量超过20%，并研宄了成核析晶动力学性能。其中废弃的CRT屏玻璃使用量都较低，且所制备的产品基本为传统的建筑陶瓷或玻璃材料的。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种烧结温度低，利用CRT屏玻璃制备纳米微晶石板材的方法，按照本发明的制备方法制得的纳米微晶石板材气孔率低，吸水率小，强度高，色差小，不会产生光污染，烧结工艺简单，成本低，CRT玻璃利用量大，并且在生产和使用过程中不会对环境产生污染。
[0009]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0010]第一步:浓缩色料的制备
[0011]I)首先，对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，然后将屏玻璃放入球磨机中破碎，并通过50?80目标准筛得CRT屏玻璃粉；
[0012]2)然后，按照质量分数将75?85.5%的CRT屏玻璃粉，6?12%的二氧化锰，3?5 %的三氧化二铁，0.5?I %的氧化镍，3?5 %的碳酸钙，2?10 %的三氧化二铝放入混料机中，混合至均匀度大于98%后，形成配合料；
[0013]3)然后，将已经制备好的配合料的一半加入已经升温至1350°C的刚玉坩祸中，并通过1min升温至1450°C，并保温20min ；
[0014]4)然后，将剩余配合料再加入刚玉坩祸中，并通过1min升温至1450?1480°C，保温60min后，采用搅料棒对玻璃液搅拌lmin，并通过1min升温至1450?1480°C，保温60min后，再次采用搅料棒对玻璃液搅拌Imin后，并通过1min升温至1450?1480°C，保温30min后，将玻璃液倾倒入室温的水中水淬成小于30目的玻璃粒；
[0015]5)最后，将水淬玻璃粒捞出，烘干球磨后通过400目标准筛后即得浓缩色料粉末；
[0016]第二步:纳米微晶石坯体的制备
[0017]I)首先，对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进行清洗，并去除荧光涂层和栅网，然后对屏玻璃进行破碎，球磨并通过200?400目标准筛，即得CRT屏玻璃粉末；
[0018]2)然后，按照质量分数将80?90%的上述CRT屏玻璃粉，10?20%的浓缩色料粉末放入混料机中，混合至均匀度大于98%后，形成配合料；
[0019]3)然后，再向配合料中加入含有I %的羧甲基纤维素和4%的硅酸钠混合溶液的粘结剂，粘结剂加入量为配合料质量分数的6?8%，并混合均匀；
[0020]4)然后，将混合均匀加入粘结剂的配合料过50目标准筛，并反复过筛两次，即得混合均匀的配合料；
[0021]5)然后，将过筛后的配合料放入密闭的容器中，室温下放置8?24小时后备用；
[0022]6)然后，将水分充分均化的配合料装入模具中，于40?60MPa的压力下成型，成型后还体试样厚度为3?6cm ；
[0023]7)最后，将成型的坯体试样放入烘箱中，在110°C保温10?15小时，即得纳米微晶石坯体试样；
[0024]第三步:纳米微晶石板材的制备
[0025]I)首先，将上述所制备的纳米微晶石坯体试样推入内壁涂刷有脱模剂的耐火匣钵模具中；
[0026]2)然后，将耐火匣钵模具连同坯体一起送入梭式窑中；
[0027]3)然后，由室温开始，以I?2°C /min的升温速率升温至550°C ；
[0028]4)然后，以2?5°C /min的升温速率由550°C升温至780°C?960°C，并在780°C?960 °C下保温I?3h ;
[0029]5)然后，以3?5°C /min的降温速率由780°C?960°C降温至740°C?750°C，并在740 °C?750°C保温I?3h ;
[0030]6)最后，以I?5°C /min的降温速率由740°C?750°C降温至50以下，取出试样，按照尺寸切割抛光后即得纳米微晶石板材。
[0031]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0032]本发明充分利用废弃的CRT屏玻璃为主要原料，采用先压制成型，再进行烧结析晶。其致密的结构充分保证了自身的均匀受热，减少了烧成过程的破损率，促进了试样的整体析晶，降低了试样的气孔率，保证了试样整体的力学性能，缩短了整个烧结时间，消除了纳米微晶石的颜色差异。同时，采用了以CRT玻璃为主要原料制备浓缩着色料，不但降低了购买色料的高昂成本投资，而且可以做到严格的控制颜色色度差异的难题。按照本发明的制备方法制得的纳米微晶石板材气孔率低，吸水率小，强度高，色差小，不会产生光污染，烧结工艺简单，成本低，CRT玻璃利用量大，并且在生产和使用过程中不会对环境产生污染。
[0033]此外，本发明还具有以下优势:1)比传统的烧结法烧成温度降低了 150?350°C以上；2)整个工艺过程中，CRT屏玻璃利用量大于90% ；3)产品中不会存在传统生产中的大孔，也不会在产品底部存在大孔现象，可以对产品进行双面打磨加工，装饰效果显著；4)产品色差小，对烧制气氛要求低，且在二次烧结过程中也不会产生色差，可以进行二次加工和异型产品加工；5)产品耐酸碱性强，耐磨度高，无放射性危害，可作为高档的新型装饰板材。本发明制备工艺操作过程简单，成本低廉，可以有效地降低了纳米微晶石的生产成本，保护环境，变废为宝，适于工业化大规模生产，具有明显的经济效益和环保效益。
【附图说明】
[0034]图1是实施例1制备的纳米微晶石板材的差热分析曲线图，其中横坐标为温度。
[0035]图2是实施例1制备的纳米微晶石板材的XRD晶相分析曲线图，其中横坐标为衍射角，纵坐标为衍射峰强度。
[0036]图3是实施例1制备的纳米微晶石板材的高温线膨胀曲线图，其中横坐标为温度， 纵坐标为试样随温度的伸长率。
【具体实施方式】
[0037]实施例1:
[0038]第一步:浓缩色料的制备
[0039]I)首先，对去除电子枪后的废阴极射线管的玻璃表面进