發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于由含有二氧化硅的材料(例如砂、方石英、碎玻璃、來自生產(chǎn)人造石的方法的廢巖石粉末/毛刺、來自天然石英石的開采和加工的廢產(chǎn)物和副產(chǎn)物)生產(chǎn)無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的熱共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)的方法。本發(fā)明還涉及通過使用基礎(chǔ)樹脂例如不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸類或它們的組合生產(chǎn)的人造石產(chǎn)品和增強(qiáng)物是無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的熱共混材料，其中人造石具有≥40n/mm2的抗彎強(qiáng)度、≤0.05％的吸水率、≥3j的抗沖擊性，以及用于生產(chǎn)這種人造石的方法。

背景技術(shù)：

0、發(fā)明背景

1、在一些最近的研究中，工業(yè)生產(chǎn)期間材料例如石英/硅砂的使用通常產(chǎn)生結(jié)晶形式的二氧化硅粉塵。這種粉塵當(dāng)釋放到空氣中時可通過呼吸道對人體健康具有有害影響，引起稱作硅肺的肺部疾病。因此，需要具有等同于石英/硅砂的性質(zhì)但在工業(yè)生產(chǎn)期間不產(chǎn)生結(jié)晶形式二氧化硅粉塵或具有有限的受控排放物水平的材料。

2、無定形二氧化硅是具有無定形結(jié)構(gòu)的二氧化硅材料形式，與處于結(jié)晶形式的石英/硅砂不同。因此，在工業(yè)生產(chǎn)期間，不排放結(jié)晶二氧化硅粉塵。然而，在人造石生產(chǎn)中，無定形的硅材料由于其具有sio2比在以重量計50至70％的范圍內(nèi)(普通玻璃)而僅用作次要類型，這不確保人造石產(chǎn)品的性質(zhì)，它們沒有被通常并廣泛使用。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供用于由含有二氧化硅的材料(例如砂、方石英、碎玻璃、來自生產(chǎn)人造石的方法的廢巖石粉末/毛刺、來自天然石英石的開采和加工的廢產(chǎn)物和副產(chǎn)物)生產(chǎn)無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的熱共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)的方法，此后該材料用作增強(qiáng)物用于在真空環(huán)境中通過壓振法生產(chǎn)人造石產(chǎn)品。

2、為了獲得以上提到的目的，根據(jù)一方面，本發(fā)明提供用于由含有二氧化硅的材料例如砂、方石英、碎玻璃、來自生產(chǎn)人造石的方法的廢巖石粉末/毛刺、來自天然石英石的開采和加工的廢產(chǎn)物和副產(chǎn)物等生產(chǎn)無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的熱共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)的方法，該方法包括以下步驟：

3、i)將以重量計60-90％的量的砂、碎玻璃和來自石英石生產(chǎn)的固體廢物的混合物與額外的材料和加工助劑在1000℃和1600℃之間的溫度下一起加熱，以獲得具有無定形二氧化硅含量在以重量計50-90％范圍內(nèi)的熔融無定形二氧化硅組分(組分a)，該額外的材料是以重量計1-10％的量的蘇打/長石(na2o)、以重量計1-10％的量的氧化鋁/長石粉末(al2o3)、以重量計5-10％的量的石灰石/白云石(caco3/mgco3)；

4、ii)通過煅燒的去除雜質(zhì)的砂(組分b1)與處于方石英形式的結(jié)晶二氧化硅(組分b2)的混合來制備結(jié)晶二氧化硅(組分b)，其中結(jié)晶二氧化硅(組分b)如下制備：

5、在1000至1600℃的范圍內(nèi)的溫度下煅燒砂用于去除雜質(zhì)以獲得煅燒的去除雜質(zhì)的砂(組分b1)；

6、在1000至1600℃的范圍內(nèi)的溫度下煅燒獲得的砂與添加劑例如堿性鹽或堿性氫氧化物以獲得處于方石英形式的結(jié)晶二氧化硅(組分b2)；

7、iii)混合熔融的無定形二氧化硅(組分a)與結(jié)晶二氧化硅(組分b)，其中組分a的比例在以重量計50-99％范圍內(nèi)且組分b的比例在以重量計1-50％的范圍內(nèi)，其中獲得的產(chǎn)物的總二氧化硅含量范圍為以重量計約70％-95％；

8、iv)快速地冷卻組分a和組分b的混合物以形成大顆粒物質(zhì)；和

9、v)通過磨機(jī)系統(tǒng)磨碎來自步驟(iv)的大顆粒物質(zhì)以獲得具有期望尺寸的無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的熱共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)。

10、在發(fā)明的一個實施方案中，在步驟(i)，在1300℃下進(jìn)行加熱2小時以形成熔融玻璃。

11、在發(fā)明的一個實施方案中，在步驟(ii)，在1300℃下進(jìn)行煅燒2小時以獲得煅燒的去除雜質(zhì)的砂，并且在1500℃下進(jìn)行煅燒2小時以獲得處于方石英形式的結(jié)晶二氧化硅。

12、在一方面，本發(fā)明涉及由本發(fā)明的方法獲得的無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的熱共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)，其中該材料由如下化學(xué)組合物組成：

13、以重量計70％<sio2<95％，其中無定形sio2在以重量計50-90％范圍內(nèi)；結(jié)晶sio2在以重量計1-50％范圍內(nèi)；

14、以重量計1.0％<na2o<10％；

15、以重量計1.5％<cao/mgo<10％；

16、以重量計1.0％<al2o3<10％；

17、和其他添加劑例如fe2o3以重量計<0.1％，tio2以重量計<0.1％。

18、本發(fā)明的無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)具有的性質(zhì)等同于石英/硅砂，并尤其具有在人造石產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工期間不產(chǎn)生結(jié)晶形式的二氧化硅粉塵或受控排放物的優(yōu)勢，由此減少由于使用材料例如石英/硅砂所致通過呼吸道對人體健康的有害影響。

19、在一方面，本發(fā)明提供用于生產(chǎn)人造石的方法，其中該方法包括以下步驟：

20、i)將以重量計60-90％的量的砂、碎玻璃和來自石英石生產(chǎn)的固體廢物的混合物與額外的材料和加工助劑在1000℃和1600℃之間的溫度下一起加熱，以獲得具有無定形二氧化硅含量在以重量計50-90％范圍內(nèi)的熔融無定形二氧化硅組分(組分a)，該額外的材料是以重量計1-10％的量的蘇打/長石(na2o)、以重量計1-10％的量的氧化鋁/長石粉末(al2o3)、以重量計5-10％的量的石灰石/白云石(caco3/mgco3)；

21、ii)通過煅燒的去除雜質(zhì)的砂(組分b1)與處于方石英形式的結(jié)晶二氧化硅(組分b2)的混合來制備結(jié)晶二氧化硅(組分b)，其中結(jié)晶二氧化硅(組分b)如下制備：

22、在1000至1600℃的范圍內(nèi)的溫度下煅燒砂用于去除雜質(zhì)以獲得煅燒的去除雜質(zhì)的砂(組分b1)；

23、在1000至1600℃的范圍內(nèi)的溫度下煅燒獲得的砂與添加劑例如堿性鹽或堿性氫氧化物以獲得處于方石英形式的結(jié)晶二氧化硅(組分b2)；

24、iii)混合熔融的無定形二氧化硅(組分a)與結(jié)晶二氧化硅(組分b)，其中組分a的比例在以重量計50-99％范圍內(nèi)且組分b的比例在以重量計1-50％的范圍內(nèi)，其中獲得的產(chǎn)物的總二氧化硅含量范圍為以重量計約70％-95％；

25、iv)快速地冷卻組分a和組分b的混合物以形成大顆粒物質(zhì)；和

26、v)通過磨機(jī)系統(tǒng)磨碎來自步驟(iv)的大顆粒物質(zhì)以獲得具有期望尺寸的無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的熱共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)；

27、(vi)通過使用步驟(v)中獲得的無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的共混材料和基礎(chǔ)樹脂例如不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸類或它們的組合通過壓振法在真空環(huán)境中生產(chǎn)人造石產(chǎn)品，其中使用的基礎(chǔ)樹脂的比率在以重量計6-15％范圍內(nèi)，且步驟(v)中獲得的無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的共混材料的比率在以重量計85-94％范圍內(nèi)。

28、在一方面，本發(fā)明提供從本發(fā)明的方法獲得的人造石產(chǎn)品，其中人造石產(chǎn)品包含基礎(chǔ)樹脂例如不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸類，比率在以重量計6-15％范圍內(nèi)，并且增強(qiáng)物是無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的熱共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)，比率在以重量計85-94％范圍內(nèi)，其中二氧化硅的總比率為以重量計70％-95％范圍，并且人造石產(chǎn)品具有≥40n/mm2的抗彎強(qiáng)度、≤0.05％的吸水率、≥3j的抗沖擊性。

29、附圖簡要描述

30、圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方案用于加熱過程和產(chǎn)生無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的熱共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)的設(shè)備的圖。

31、圖2是無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的所得熱共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)的形態(tài)。

32、圖3是使用無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的熱共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)的材料或熱共混二氧化硅-phenisilictm和石英、砂、方石英的材料混合物的人造石產(chǎn)品。

33、圖4是在顯微鏡下磨碎成丸粒狀條前后無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的熱共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)的樣品的圖像。

34、圖5顯示無定形二氧化硅-結(jié)晶二氧化硅的熱共混材料(熱共混二氧化硅-phenisilictm)的樣品的x射線衍射(xrd)和紅外光譜法(ftir)。