专利名称：基于煤矸石的人造玉及其制造方法
技术领域：
本发明属于工艺品生产领域，具体说是利用煤炭生产过程中产生的工业固体废弃物一煤矸石生产的人造玉及其制造方法。
背景技术：
煤矸石是煤炭生产过程中产生的工业固体废弃物，是我国排放量最多的工业固体废弃物之一，目前已累计堆积30亿吨以上，而且每年仍在以1-2亿吨的速度增长。企业一般采用露天堆放的方式处理煤矸石，这一方面占用了大量土地，另一方面，煤矸石中的有害物质会污染地下水和周围的空气，因而对生态环境产生严重的危害。多年来，人们采用了多种技术对煤矸石进行综合利用，如从中提取有益的化学组分、以煤矸石为原料生产建材等，但这些技术均在一定程度上存在缺陷，如提取有益组分后仍然会产生工业固体废弃物，而且在提取有益组分时，一般需要加入一定量的反应物，这样在很多情况下产生的废弃物的量比煤矸石还要多；在建材中的应用方面也存在质量不稳定、能耗高等问题。基于上述原因，目前市场上迫切需求对煤矸石综合利用的新技术、新工艺。本专利的发明人从2009年4月起即从事人造玉的研制工作，已开发出人造羊脂玉、墨玉、碧玉、红玉等多种产品，性能优良，在首饰和工艺品领域具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的是克服传统技术存在的缺陷，以煤矸石为原料生产具有高附加值的产品——人造玉，从而为煤矸石的综合利用开辟一条新的途径。本发明的特征是以煤矸石为主要原料，同时加入一定量的添加剂，经过称量、粉碎、研磨、混料、搅拌、熔炼等工艺制备
人造玉。本发明的制备方法为1.人造玉的生产原料及配比煤矸石石英粉氧化铝或氢氧化铝氧化锌纯碱氧化镁硼砂硅酸钠氧化钙或碳酸钙二氧化钛碳酸钾
5-85%
25-85%
5-15%
5-15%
5-25%
5-15%
10-30%
10-30%
5-15%
1-5%
5-15%
滑石粉0-10%二氧化锰0.2-15%氧化铜0.2-15%三氧化二铁0.2-15%上述原料可以同时使用也可以部分使用，根据对产品的性能要求和生产成本决定。2.人造玉的制备工艺为(1)按要求称量各种原料；(2)将块状原料破碎、研磨；(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均勻；(4)将混合均勻的原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼。特征为将原料放入坩埚中，在室温下装入冶炼炉，随炉升温；最高加热温度为800-165(TC，保温3小时；随炉冷却，在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同，冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉，也可以使用其它类型的加热炉。(5)产品冷却至室温后，从炉中取出；(6)从坩埚中取出人造玉，然后根据具体的产品的不同进行雕琢、打磨、抛光等工艺，最终得到成品。本发明的有益效果根据本发明制备的人造玉质地细腻坚韧、光泽温润柔和，而且具有良好的力学性能，如较高的硬度、韧性及耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性、耐候性等，可用于首饰、工艺品等领域，具有广阔的应用前景。本发明以煤矸石为生产原料生产具有高附加值的产品，实现了对煤矸石的高附加值利用，为工业固体废弃物的综合利用开辟了一条新途径。本发明的原料来源广泛，使用的添加剂为市场上常见的化工产品，价格低廉。在制备工艺方面，本发明的制备工艺简单，对设备的要求比较低，对操作人员的技能也没有特殊要求，普通工人都可以操作。综上所述，本发明具有较高的实用性和推广应用价值。
图1是人造玉的制备工艺流程图。
具体实施例方式实施例1 按图1所示，生产原料及配比为煤石干石5-85%石英粉25-85%氧化铝或氢氧化铝5-15%氧化锌5-15%纯碱5-25%氧化镁5-15%
硼砂硅酸钠
10-30% 10-30% 5-15% 1-5% 5-15% 0-10% 0. 2-8% 氧化钙或碳酸钙二氧化钛碳酸钾滑石粉二氧化锰制备步骤及工艺参数为(1)按要求称量各种原料；(2)将块状原料破碎、研磨；(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均勻；(4)将混合均勻的原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼。特征为将原料放入坩埚中，在室温下装入冶炼炉，随炉升温；最高加热温度为1080°C，保温3小时；随炉冷却，在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同，冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉，也可以使用其它类型的加热炉。(5)产品冷却至室温后，从炉中取出；(6)从坩埚中取出人造玉，进行雕琢、打磨、抛光等工艺，最终得到成品。实施例2 按图1所示，生产原料及配比为煤石干石5-85%石英粉25-85%氧化锌5-15%纯碱5-25%氧化镁5-15%硼砂10-30%硅酸钠10-30%氧化钙或碳酸钙5-15%二氧化钛1-5%碳酸钾5-15%滑石粉0-10%氧化铜0.2-8%制备步骤及工艺参数为(1)按要求称量各种原料；(2)将块状原料破碎、研磨；(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均勻；(4)将混合均勻的原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼。特征为将原料放入坩埚中，在室温下装入冶炼炉，随炉升温；最高加热温度为1150°C，保温3小时；随炉冷却，在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同，冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉，也可以使用其它类型的加热炉。(5)产品冷却至室温后，从炉中取出；
(6)从坩埚中取出人造玉，进行雕琢、打磨、抛光等工艺，最终得到成品。实施例3 按图1所示，生产原料及配比为煤石干石5-85%石英粉25-85%氧化铝或氢氧化铝 5-15%氧化锌5-15%纯碱5-25%氧化镁5-15%氧化钙或碳酸钙5-15%二氧化钛1-5%碳酸钾5-15%滑石粉0-10%三氧化二铁0.2-8%二氧化锰0.2-8%制备步骤及工艺参数为(1)按要求称量各种原料；(2)将块状原料破碎、研磨；(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均勻；(4)将混合均勻的原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼。特征为将原料放入坩埚中，在室温下装入冶炼炉，随炉升温；最高加热温度为1250°C，保温3小时；随炉冷却，在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同，冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉，也可以使用其它类型的加热炉。(5)产品冷却至室温后，从炉中取出；(6)从坩埚中取出人造玉，进行雕琢、打磨、抛光等工艺，最终得到成品。实施例4 按图1所示，生产原料及配比为
0100]煤矸石5-85%0101]石英粉25-85%0102]氧化铝或氢氧化铝5-15%0103]氧化锌5-15%0104]纯碱5-25%0105]硼砂10-30%0106]硅酸钠10-30%0107]氧化钙或碳酸钙5-15%0108]氧化铜0. 2-8%0109]二氧化锰0. 2-8%制备步骤及工艺参数为(1)按要求称量各种原料；(2)将块状原料破碎、研磨；(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均勻；
(4)将混合均勻的原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼。特征为将原料放入坩埚中，在室温下装入冶炼炉，随炉升温；最高加热温度为1380°C，保温3小时；随炉冷却，在冷却过程中炉门始终关闭。根据具体的产品不同，冶炼炉可以使用普通的台式电阻炉，也可以使用其它类型的加热炉。(5)产品冷却至室温后，从炉中取出；(6)从坩埚中取出人造玉，进行雕琢、打磨、抛光等工艺，最终得到成品。
权利要求
1.本发明所述的人造玉的特征在于其原料为煤矸石、石英粉、氧化铝或氢氧化铝、氧化锌、纯碱、氧化镁、硼砂、硅酸钠、氧化钙或碳酸钙、二氧化钛、碳酸钾、滑石粉、二氧化锰、氧化铜、三氧化二铁中的全部或部分，其重量化学组成为煤矸石5-85%，石英粉25-85%， 氧化铝或氢氧化铝5-15 %,氧化锌5-15 %,纯碱5-25 %,氧化镁5_15 %,硼砂 10-30%，硅酸钠10-30%，氧化钙或碳酸钙5-15%，二氧化钛1_5%，碳酸钾5_15%，滑石粉0-10 %，二氧化锰0. 2-15%，氧化铜0. 2-15%，三氧化二铁0. 2-15%。
2.根据权利要求1所述的人造玉的制备方法，其特征在于它由下述步骤实现(1)按要求称量各种原料；(2)将块状原料破碎、研磨；(3)将各种原料放入容器中混合并搅拌，使原料成分均勻；(4)将混合均勻的原料倒入坩埚，放入冶炼炉中进行熔炼，特征为将原料放入坩埚中，在室温下装入冶炼炉，随炉升温；最高加热温度为800-1650°C，保温3小时；随炉冷却， 在冷却过程中炉门始终关闭；(5)产品冷却至室温后，从炉中取出；(6)从坩埚中取出人造玉，然后根据具体的产品的不同进行雕琢、打磨、抛光等工艺，最终得到成品。
全文摘要
本发明属于工艺品生产领域，具体说是利用煤矸石生产人造玉。其特征在于本发明的原料为煤矸石、石英粉、氧化铝或氢氧化铝、氧化锌、纯碱、氧化镁、硼砂、硅酸钠、氧化钙或碳酸钙、二氧化钛、碳酸钾、滑石粉、二氧化锰、氧化铜、三氧化二铁中的全部或部分，制备步骤为(1)称量；(2)破碎、研磨；(3)混合、搅拌；(4)熔炼；(5)雕琢、打磨、抛光。根据本发明制备的人造玉质地细腻坚韧、光泽温润柔和，而且具有良好的力学性能，可用于首饰、工艺品等领域，具有广阔的应用前景。本发明以煤矸石为生产原料生产具有高附加值的产品，实现了对煤矸石的高附加值利用，为工业固体废弃物的综合利用开辟了一条新途径。
文档编号C04B28/26GK102241502SQ20101018210
公开日2011年11月16日 申请日期2010年5月16日 优先权日2010年5月16日
发明者丁星, 吴晓琴, 沃宝安, 王洋, 王海博, 由伟 申请人:丁星, 吴晓琴, 沃宝安, 王洋, 王海博, 由伟