一種利用高爐渣制造的人造瑪瑙及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于工藝品生產(chǎn)領(lǐng)域，具體說是利用高爐渣制造的人造瑪瑙及其制造方法。其特征在于本發(fā)明的原料為高爐渣，制備步驟為：稱量、破碎、研磨、配制鹽酸水溶液、量取鹽酸水溶液、將高爐渣與鹽酸溶液混合、加熱、過濾、烘干、熔煉、澆注、雕琢、打磨、拋光。根據(jù)本發(fā)明制備的人造瑪瑙的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)都接近天然瑪瑙，質(zhì)地細(xì)膩堅(jiān)韌、光澤溫潤柔和，而且具有良好的力學(xué)性能，可用于工藝品領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。本發(fā)明以高爐渣為生產(chǎn)原料生產(chǎn)具有高附加值的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了對(duì)它的高附加值利用，為它的綜合利用開辟了一條新途徑。
【專利說明】 一種利用高爐渣制造的人造瑪瑙及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工藝品生產(chǎn)領(lǐng)域，具體說是利用煉鐵過程中產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物一高爐渣生產(chǎn)的人造瑪瑙及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐渣是煉鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物，是我國排放量最多的工業(yè)固體廢棄物之一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每煉I噸鐵要產(chǎn)生0.3-1噸高爐渣。企業(yè)一般采用露天堆放的方式處理高爐渣，這一方面占用了大量土地，另一方面，高爐渣中的有害物質(zhì)會(huì)污染地下水和周圍的空氣，因而對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。
[0003]多年來，人們采用了多種技術(shù)對(duì)高爐渣進(jìn)行綜合利用，如生產(chǎn)水泥和混凝土，或生產(chǎn)礦渣棉、微晶玻璃、農(nóng)用肥料等，但這些技術(shù)均在一定程度上存在缺陷，如生產(chǎn)水泥和混凝土?xí)r，產(chǎn)品的力學(xué)性能指標(biāo)不穩(wěn)定，而且這些應(yīng)用多數(shù)屬于低附加值利用，產(chǎn)生的效益有限?；谏鲜鲈?，目前市場(chǎng)上迫切需要對(duì)高爐渣綜合利用的新技術(shù)、新工藝。
[0004]瑪瑙是一種珍貴的寶石，從古至今，多年以來一直受到人們的喜愛。然而天然的瑪瑙資源很有限，滿足不了人們?nèi)找嬖鲩L的需求。如果能采用人造技術(shù)制造人造瑪瑙，則可以較好地解決這個(gè)問題。
[0005]本專利的發(fā)明人從2009年4月起從事人造玉的研制工作，已開發(fā)出人造羊脂玉、墨玉、碧玉、紅玉等多種產(chǎn)品，性能優(yōu)良，在工藝品領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)的高爐渣利用技術(shù)存在的缺陷，以高爐渣為原料制造高附加值產(chǎn)品——人造瑪瑙，從而為它的綜合利用開辟一條新的途徑。本發(fā)明的特征是以高爐渣為原料，經(jīng)過稱量、破碎、研磨、配制鹽酸水溶液、量取鹽酸水溶液、將高爐渣與鹽酸溶液混合、加熱、過濾、烘干、熔煉、澆注、雕琢、打磨、拋光工藝制備人造瑪瑙。
[0007]1.生產(chǎn)原料及配比:
高爐渣:100%。
[0008]2.人造瑪瑙的制備方法為:
(1)稱量一定重量的高爐渣；
(2)將塊狀高爐渣原料破碎、研磨，放入坩堝中；
(3)配制10%的鹽酸水溶液；
(4)用量杯量取鹽酸水溶液，量取的數(shù)量為:每100克高爐渣粉末量取5-30毫升鹽酸水溶液；
(5)將量取的鹽酸水溶液倒入坩堝中，并攪拌均勻；
(6)將坩堝放入熱處理爐加熱，去除高爐渣中的三氧化二鋁、氧化鈣，特征為:在室溫下將坩堝放入熱處理爐中，然后加熱，加熱溫度為500-1200°C，保溫1-10小時(shí)；然后冷卻至室溫； (7)將去除三氧化二鋁、氧化鈣的高爐渣粉末取出，過濾、烘干；
(8)將烘干后的粉末放入坩堝，裝入熱處理爐進(jìn)行熔煉，特征為:在室溫下將坩堝放入熱處理爐中，然后加熱，加熱溫度為1600-2200°C，保溫1-5小時(shí)；
(9)用坩堝鉗夾著坩堝，將里面的熔液澆注到鑄型中，然后使其緩慢冷卻到室溫；
(10)從鑄型中取出半成品，然后根據(jù)具體的產(chǎn)品的不同進(jìn)行雕琢、打磨、拋光工藝，最終得到成品。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
文獻(xiàn)資料表明:天然瑪瑙的化學(xué)成分主要是二氧化硅，高爐渣的化學(xué)成分包括二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈣等。在本發(fā)明中，采用相關(guān)的技術(shù)手段分別去除了高爐渣中的三氧化二鋁、氧化鈣，這樣，剩余的成分與天然瑪瑙十分接近。再經(jīng)過高溫熔煉、澆注、雕琢、打磨、拋光工藝加工后，根據(jù)本發(fā)明制備的人造瑪瑙的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能也與天然瑪瑙很接近，因此質(zhì)地細(xì)膩堅(jiān)韌、光澤溫潤柔和，而且具有良好的力學(xué)性能，如較高的硬度、韌性及耐磨性、耐高溫性、耐腐蝕性、耐候性等，可用于工藝品領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0010]本發(fā)明以高爐渣為原料生產(chǎn)具有高附加值的產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了對(duì)它的高附加值利用，為它的綜合利用開辟了一條新途徑。
[0011]本發(fā)明的原料來源廣泛，使用的添加劑為市場(chǎng)上常見的化工產(chǎn)品，價(jià)格低廉。
[0012]在制備工藝方面，本發(fā)明的制備工藝簡單，對(duì)設(shè)備的要求比較低，對(duì)操作人員的技能也沒有特殊要求，普通工人都可以操作。
[0013]綜上所述，本發(fā)明具有較高的實(shí)用性和推廣應(yīng)用價(jià)值。
[0014]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1是人造瑪瑙的制備工藝流程圖。
[0015]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:按圖1所示，生產(chǎn)原料及配比:
高爐渣:100%。
[0016]人造瑪瑙的制備方法為:
(1)稱量一定重量的高爐渣；
(2)將塊狀高爐渣原料破碎、研磨，放入坩堝中；
(3)配制10%的鹽酸水溶液；
(4)用量杯量取鹽酸水溶液，量取的數(shù)量為:每100克高爐渣粉末量取6毫升鹽酸水溶液；
(5)將量取的鹽酸水溶液倒入坩堝中，并攪拌均勻；
(6)將坩堝放入熱處理爐加熱，去除高爐渣中的三氧化二鋁、氧化鈣，特征為:在室溫下將坩堝放入熱處理爐中，然后加熱，加熱溫度為600°C，保溫10小時(shí)；然后冷卻至室溫；
(7)將去除三氧化二鋁、氧化鈣的高爐渣粉末取出，過濾、烘干；
(8)將烘干后的粉末放入坩堝，裝入熱處理爐進(jìn)行熔煉，特征為:在室溫下將坩堝放入熱處理爐中，然后加熱，加熱溫度為1700°C，保溫I小時(shí)；
(9)用坩堝鉗夾著坩堝，將里面的熔液澆注到鑄型中，然后使其緩慢冷卻到室溫；
(10)從鑄型中取出半成品，然后根據(jù)具體的產(chǎn)品的不同進(jìn)行雕琢、打磨、拋光工藝，最終得到成品。
[0017]實(shí)施例2:按圖1所示，生產(chǎn)原料及配比:
高爐渣:100%。
[0018]人造瑪瑙的制備方法為:
(1)稱量一定重量的高爐渣；
(2)將塊狀高爐渣原料破碎、研磨，放入坩堝中；
(3)配制10%的鹽酸水溶液；
(4)用量杯量取鹽酸水溶液，量取的數(shù)量為:每100克高爐渣粉末量取10毫升鹽酸水溶液；
(5)將量取的鹽酸水溶液倒入坩堝中，并攪拌均勻；
(6)將坩堝放入熱處理爐加熱，去除高爐渣中的三氧化二鋁、氧化鈣，特征為:在室溫下將坩堝放入熱處理爐中，然后加熱，加熱溫度為700°C，保溫3小時(shí)；然后冷卻至室溫；
(7)將去除三氧化二鋁、氧化鈣的高爐渣粉末取出，過濾、烘干；
(8)將烘干后的粉末放入坩堝，裝入熱處理爐進(jìn)行熔煉，特征為:在室溫下將坩堝放入熱處理爐中，然后加熱，加熱溫度為1800°C，保溫3小時(shí)；
(9)用坩堝鉗夾著坩堝，將里面的熔液澆注到鑄型中，然后使其緩慢冷卻到室溫；
(10)從鑄型中取出半成品，然后根據(jù)具體的產(chǎn)品的不同進(jìn)行雕琢、打磨、拋光工藝，最終得到成品。
[0019]實(shí)施例3:按圖1所示，生產(chǎn)原料及配比:
高爐渣:100%。
[0020]人造瑪瑙的制備方法為:
(1)稱量一定重量的高爐渣；
(2)將塊狀高爐渣原料破碎、研磨，放入坩堝中；
(3)配制10%的鹽酸水溶液；
(4)用量杯量取鹽酸水溶液，量取的數(shù)量為:每100克高爐渣粉末量取15毫升鹽酸水溶液；
(5)將量取的鹽酸水溶液倒入坩堝中，并攪拌均勻；
(6)將坩堝放入熱處理爐加熱，去除高爐渣中的三氧化二鋁、氧化鈣，特征為:在室溫下將坩堝放入熱處理爐中，然后加熱，加熱溫度為800°C，保溫6小時(shí)；然后冷卻至室溫；
(7)將去除三氧化二鋁、氧化鈣的高爐渣粉末取出，過濾、烘干；
(8)將烘干后的粉末放入坩堝，裝入熱處理爐進(jìn)行熔煉，特征為:在室溫下將坩堝放入熱處理爐中，然后加熱，加熱溫度為1900°C，保溫3小時(shí)；
(9)用坩堝鉗夾著坩堝，將里面的熔液澆注到鑄型中，然后使其緩慢冷卻到室溫；
(10)從鑄型中取出半成品，然后根據(jù)具體的產(chǎn)品的不同進(jìn)行雕琢、打磨、拋光工藝，最終得到成品。
[0021]實(shí)施例4:按圖1所示，生產(chǎn)原料及配比:
高爐渣:100%。
[0022]人造瑪瑙的制備方法為:
(1)稱量一定重量的高爐渣；
(2)將塊狀高爐渣原料破碎、研磨，放入坩堝中； (3)配制10%的鹽酸水溶液；
(4)用量杯量取鹽酸水溶液，量取的數(shù)量為:每100克高爐渣粉末量取20毫升鹽酸水溶液；
(5)將量取的鹽酸水溶液倒入坩堝中，并攪拌均勻；
(6)將坩堝放入熱處理爐加熱，去除高爐渣中的三氧化二鋁、氧化鈣，特征為:在室溫下將坩堝放入熱處理爐中，然后加熱，加熱溫度為850°C，保溫7小時(shí)；然后冷卻至室溫；
(7)將去除三氧化二鋁、氧化鈣的高爐渣粉末取出，過濾、烘干；
(8)將烘干后的粉末放入坩堝，裝入熱處理爐進(jìn)行熔煉，特征為:在室溫下將坩堝放入熱處理爐中，然后加熱，加熱溫度為2000°C，保溫2小時(shí)；
(9)用坩堝鉗夾著坩堝，將里面的熔液澆注到鑄型中，然后使其緩慢冷卻到室溫；
(10)從鑄型中取出半成品，然后根據(jù)具體的產(chǎn)品的不同進(jìn)行雕琢、打磨、拋光工藝，最終得到成品。
【權(quán)利要求】
1.一種人造瑪瑙，其特征在于，其原料為高爐渣，其重量化學(xué)組成為:高爐渣:100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人造瑪瑙的制備方法，其特征在于它由下述步驟實(shí)現(xiàn): (1)稱量一定重量的高爐渣； (2)將塊狀高爐渣原料破碎、研磨，放入坩堝中； (3)配制10%的鹽酸水溶液； (4)用量杯量取鹽酸水溶液，量取的數(shù)量為:每100克高爐渣粉末量取5-30毫升鹽酸水溶液； (5)將量取的鹽酸水溶液倒入坩堝中，并攪拌均勻； (6)將坩堝放入熱處理爐加熱，去除高爐渣中的三氧化二鋁、氧化鈣，特征為:在室溫下將坩堝放入熱處理爐中，然后加熱，加熱溫度為500-1200°C，保溫1-10小時(shí)；然后冷卻至室溫； (7)將去除三氧化二鋁、氧化鈣的高爐渣粉末取出，過濾、烘干； (8)將烘干后的粉末放入坩堝，裝入熱處理爐進(jìn)行熔煉，特征為:在室溫下將坩堝放入熱處理爐中，然后加熱，加熱溫度為1600-2200°C，保溫1-5小時(shí)； (9)用坩堝鉗夾著坩堝，將里面的熔液澆注到鑄型中，然后使其緩慢冷卻到室溫； (10)從鑄型中取出半成品，然后根據(jù)具體的產(chǎn)品的不同進(jìn)行雕琢、打磨、拋光工藝，最終得到成品。
【文檔編號(hào)】C04B5/00GK104261701SQ201410451377
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月7日
【發(fā)明者】由偉, 林倩, 王玉葛, 李鵬飛, 白倩倩, 趙丹丹, 吳佳霖, 余小霞 申請(qǐng)人:由偉