CN101786288B

CN101786288B - 利用高磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法

Info

Publication number: CN101786288B
Application number: CN2010101120746A
Authority: CN
Inventors: 张一敏; 陈铁军; 陈章
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2010-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2030-02-09
Also published as: CN101786288A

Abstract

本发明属于建筑制砖技术领域，具体地讲涉及一种利用高磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法。利用高磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法，其特征在于：它包括如下步骤：1)原料预处理：①将高磷赤铁矿尾矿烘干，磨细，备用；②粘土直接使用；2)配料：按各原料所占质量百分数为：高磷赤铁矿尾矿60％～70％、粘土30％～40％，称取高磷赤铁矿尾矿和粘土，备用；3)练泥：将高磷赤铁矿尾矿和粘土放入练泥机中，加入水练泥，得到泥料；4)陈腐；5)挤压成型，得到砖坯；6)砖坯干燥；7)烧结，得到劈开砖。高磷赤铁矿尾矿在劈开砖原料总量中的质量百分数为60％～70％，故高磷赤铁矿尾矿利用率高，可大宗量消纳尾矿，产品的外观和性能达到GBT3810-2006陶瓷砖的国家标准。

Description

利用高磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法

技术领域

本发明属于建筑制砖技术领域，具体地讲涉及一种利用髙磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法。

背景技术

髙磷赤铁矿因矿石中含磷过高，而限制了它的使用。全球有数百亿吨高磷铁矿因难以有效降磷而无法使用，我国有八个成矿区蕴藏有这种矿石，资源量超过百亿吨，若全部开发利用，则经济效益巨大。近两年，高磷铁矿脱磷技术在我国刚刚取得突破性进展，使沉睡数亿年的高磷赤铁矿得以开发利用。当然，开采高磷赤铁矿带来巨大经济效益的同时，也产生了大量的尾矿。这些尾矿作为典型工业固体废物该如何适当的处理与处置，是必然将要面临的重大问题。在可持续发展和环境保护日益重视的今天，依据国家关于矿产资源的开发应“同步开发、同步治理”的指导方针，在高磷赤铁矿资源开发过程中，对于选矿过程中产生的大量尾矿必须同步加以利用，以达到资源化、减量化和无害化的目的。

目前，由于高磷铁矿的采选技术还在进一步优化研究之中，所以，高磷赤铁矿尾矿的综合利用研究在国内外也是刚刚起步，仅有少量关于回收尾矿中的铁资源，并制成相应产品绿矾和聚合磷硫酸铁的文献报道，但这并不能对尾矿实现大宗量利用，而且产品性能和销路较难保证。对于该类型尾矿还没有形成合理利用技术，更没有形成相应的产业。所以，要大宗量、高效利用该尾矿必须进行该类尾矿高效利用的新技术研究，开发新的利用途径。

髙磷赤铁矿尾矿是难选鲕状髙磷赤铁矿石经过破碎、磨矿、离心分级、强磁选回收铁精矿后的废渣，由于原矿磨矿细度已经很细，如果想通过尾矿再磨，分离回收硅和铁等元素，难度很大，且成本不合算；如果弃置堆放不仅占用大量的农田，污染环境，而且也是对资源的一种浪费。同时，由于铁矿尾矿具有颗粒微细和多组分混合的特性，其与建筑材料领域所用原料十分接近，国内对于铁尾矿为原料生产灰砂砖、双免砖、蒸压砖以及烧结砖的报道较多。但与其他铁尾矿相比，该类髙磷赤铁矿尾矿中铁含量高，大都在30％以上，硅、铝含量低，磷的含量也较一般尾矿高，P₂O₅的质量含量为2.78％，与粘土的成分差别较大，可能导致生产过程较难控制，尾矿砖质量不达标，容重过大等问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种利用髙磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法，它具有髙磷赤铁矿尾矿利用率高的特点。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：利用髙磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法，其特征在于：它包括如下步骤：

1)原料预处理：①将髙磷赤铁矿尾矿烘干至含水率为1～2％(质量)，磨细至粒径为小于0.15mm，备用；②粘土直接使用；

2)配料：按各原料所占质量百分数为：髙磷赤铁矿尾矿60％～70％、粘土30％～40％，称取髙磷赤铁矿尾矿和粘土，备用；

3)练泥：将髙磷赤铁矿尾矿和粘土放入练泥机中，加入水练泥，得到泥料；其中，水的加入量为髙磷赤铁矿尾矿和粘土总质量的15％～20％；

4)陈腐：泥料在20～35℃温度和45～60％湿度下陈腐24～72h，陈腐后得到含水率为16％～18％(质量)的泥料；

5)挤压成型：利用装有中空模具的真空螺旋挤出机将陈腐后的泥料挤压成型，挤出成型的真空度为0.086MPa以上，挤出压力为1.5～2.0MPa，得到砖坯；

6)砖坯干燥：砖坯在室内自然干燥24～48h，使砖坯的含水率降至10％(质量)以下(包含含水率为10％)，再送入干燥室内干燥5～8h，干燥温度为80～105℃，控制砖坯的含水率降至1％(质量)，得到干燥好的坯体；

7)烧结：将干燥好的坯体入炉烧制，从室温开始以3℃/min的升温速率低速升温，直到升到烧成温度1100～1200℃，再保温1h；然后自然冷却至室温，劈开(即切割)，得到劈开砖。

所述各原料所占质量百分数最佳为：髙磷赤铁矿尾矿65％、粘土35％。

步骤1)所述的髙磷赤铁矿尾矿是髙磷赤铁矿石依次经过破碎、磨矿、离心分级、强磁选回收铁精矿后的泥浆，经过浓缩、压滤所得的滤饼，滤饼的含水量为30％～35％(质量)。

步骤1)所述的髙磷赤铁矿尾矿是难选鲕状髙磷赤铁矿石选取铁精矿后的尾矿；选出的铁精矿品位不高，因此尾矿中铁含量高达到31.50％左右，其他的主要成分是SiO₂、Al2O₃、CaO等，此外，磷的含量也较一般尾矿高，P₂O₅含量为2.78％，其主要矿物成分是赤铁矿、石英，并含有少量的绿泥石、方解石、铝红磷铁矿、磷灰石等，烧失量为6.95％。

步骤1)所述的髙磷赤铁矿尾矿是原矿经过磨细选取铁精矿后的尾矿；故粒度很细，粒径小于0.074mm占80％以上，其塑性指数为11～14，可塑性中等。

本发明的有益效果是：

1、利用髙磷赤铁矿尾矿制备劈开砖，髙磷赤铁矿尾矿在劈开砖原料总量中的质量百分数为60％～70％，故髙磷赤铁矿尾矿利用率高，可大宗量消纳尾矿。解决髙磷赤铁矿采选产生的髙磷赤铁矿尾矿污染环境、浪费资源的问题，实现髙磷赤铁矿尾矿的高效利用。

2、加入一定量粘土增加原料的可塑性，实现劈开砖质量达标的要求。

3、该类尾矿的高效利用实现了资源开发与生态环境保护协调发展，对于发展矿山循环经济、实现节能减排、保障高磷赤铁矿资源的高效利用、促进矿产业的可持续发展具有重要意义，同时还节约土地资源，降低了建筑用砖的成本。

4、本发明的方法具有生产工序简单、成本低的特点，制得的劈开砖的吸水率低于6％(质量)，抗弯强度不小于12MPa，产品的外观和性能达到GBT3810-2006陶瓷砖的国家标准。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

利用髙磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法，它包括如下步骤：

1)原料预处理：①将髙磷赤铁矿尾矿烘干至含水率为1％(质量)，磨细至粒径为小于0.15mm，备用；②粘土直接使用；所述的髙磷赤铁矿尾矿是髙磷赤铁矿石依次经过破碎、磨矿、离心分级、强磁选回收铁精矿后的泥浆，经过浓缩、压滤所得的滤饼，滤饼的含水量为30％～35％(质量)；

2)配料：按各原料所占质量百分数为：髙磷赤铁矿尾矿65％、粘土35％，称取髙磷赤铁矿尾矿和粘土，备用；

3)练泥：将髙磷赤铁矿尾矿和粘土放入练泥机中，加入水练泥，得到泥料；其中，水的加入量为髙磷赤铁矿尾矿和粘土总质量的18％；

4)陈腐：泥料在20℃温度和50％湿度下陈腐24h，陈腐后得到含水率为17％(质量)的泥料；

5)挤压成型：利用装有中空模具的真空螺旋挤出机将陈腐后的泥料挤压成型，陈腐后的泥料的含水率为17％(质量)，挤出成型的真空度为0.086MPa以上，挤出压力为1.8MPa，得到砖坯；

6)砖坯干燥：砖坯在室内自然干燥24h，使砖坯的含水率降至10％(质量)，再送入干燥室内干燥5h，干燥温度为105℃，控制砖坯的含水率降至1％(质量)，得到干燥好的坯体；

7)烧结：将干燥好的坯体入炉烧制，从室温开始以3℃/min的升温速率低速升温，直到升到烧成温度1150℃，再保温1h；然后自然冷却至室温，劈开(即切割)，得到劈开砖。

经检验，制得的劈开砖的吸水率低于6％(质量)，抗弯强度不小于12MPa，颜色为红褐色，产品的外观和性能达到GBT3810-2006陶瓷砖的国家标准。

实施例2：

利用髙磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法，它包括如下步骤：

1)原料预处理：①将髙磷赤铁矿尾矿烘干至含水率为1％(质量)，磨细至粒径为小于0.15mm，备用；②粘土直接使用；所述的髙磷赤铁矿尾矿是难选鲕状髙磷赤铁矿石选取铁精矿后的尾矿；

2)配料：按各原料所占质量百分数为：髙磷赤铁矿尾矿60％、粘土40％，称取髙磷赤铁矿尾矿和粘土，备用；

3)练泥：将髙磷赤铁矿尾矿和粘土放入练泥机中，加入水练泥，得到泥料；其中，水的加入量为髙磷赤铁矿尾矿和粘土总质量的15％；

4)陈腐：泥料在20℃温度和50％湿度下陈腐24h，陈腐后得到含水率为16％(质量)的泥料；

5)挤压成型：利用装有中空模具的真空螺旋挤出机将陈腐后的泥料挤压成型，陈腐后的泥料的含水率为16％(质量)，挤出成型的真空度为0.086MPa以上，挤出压力为1.5MPa，得到砖坯；

6)砖坯干燥：砖坯在室内自然干燥24h，使砖坯的含水率降至10％(质量)以下，再送入干燥室内干燥5h，干燥温度为105℃，控制砖坯的含水率降至1％(质量)，得到干燥好的坯体；

7)烧结：将干燥好的坯体入炉烧制，从室温开始以3℃/min的升温速率低速升温，直到升到烧成温度1200℃，再保温1h；然后自然冷却至室温，劈开(即切割)，得到劈开砖。

实施例3：

利用髙磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法，它包括如下步骤：

1)原料预处理：①将髙磷赤铁矿尾矿烘干至含水率为1％(质量)，磨细至粒径为小于0.15mm，备用；②粘土直接使用；所述的髙磷赤铁矿尾矿是原矿经过磨细选取铁精矿后的尾矿；

2)配料：按各原料所占质量百分数为：髙磷赤铁矿尾矿70％、粘土30％，称取髙磷赤铁矿尾矿和粘土，备用；

3)练泥：将髙磷赤铁矿尾矿和粘土放入练泥机中，加入水练泥，得到泥料；其中，水的加入量为髙磷赤铁矿尾矿和粘土总质量的20％；

4)陈腐：泥料在20℃温度和50％湿度下陈腐48h，陈腐后得到含水率为18％(质量)的泥料；

5)挤压成型：利用装有中空模具的真空螺旋挤出机将陈腐后的泥料挤压成型，陈腐后的泥料的含水率为18％(质量)，挤出成型的真空度为0.086MPa以上，挤出压力为2.0MPa，得到砖坯；

6)砖坯干燥：砖坯在室内自然干燥48h，使砖坯的含水率降至10％(质量)以下，再送入干燥室内干燥8h，干燥温度为80℃，控制砖坯的含水率降至1％(质量)，得到干燥好的坯体；

7)烧结：将干燥好的坯体入炉烧制，从室温开始以3℃/min的升温速率低速升温，直到升到烧成温度1100℃，再保温1h；然后自然冷却至室温，劈开(即切割)，得到劈开砖。

本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims

1.利用髙磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法，其特征在于：它包括如下步骤：

1)原料预处理：①将髙磷赤铁矿尾矿烘干至质量含水率为1～2％，磨细至粒径为小于0.15mm，备用；②粘土直接使用；

4)陈腐：泥料在20～35℃温度和45～60％湿度下陈腐24～72h，陈腐后得到质量含水率为16％～18％的泥料；

6)砖坯干燥：砖坯在室内自然干燥24～48h，使砖坯的质量含水率降至10％以下，再送入干燥室内干燥5～8h，干燥温度为80～105℃，控制砖坯的质量含水率降至1％，得到干燥好的坯体；

7)烧结：将干燥好的坯体入炉烧制，从室温开始以3℃/min的升温速率低速升温，直到升到烧成温度1100～1200℃，再保温1h；然后自然冷却至室温，劈开，得到劈开砖。

2.根据权利要求1所述的利用髙磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法，其特征在于：所述各原料所占质量百分数为：髙磷赤铁矿尾矿65％、粘土35％。

3.根据权利要求1所述的利用髙磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法，其特征在于：步骤1)所述的髙磷赤铁矿尾矿是髙磷赤铁矿石依次经过破碎、磨矿、离心分级、强磁选回收铁精矿后的泥浆，经过浓缩、压滤所得的滤饼，滤饼的质量含水量为30％～35％。

4.根据权利要求1所述的利用髙磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法，其特征在于：步骤1)所述的髙磷赤铁矿尾矿是难选鲕状髙磷赤铁矿石选取铁精矿后的尾矿。

5.根据权利要求1所述的利用髙磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法，其特征在于：步骤1)所述的髙磷赤铁矿尾矿是原矿经过磨细选取铁精矿后的尾矿。