CN101830685B - 用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖及制备方法 - Google Patents

用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖及制备方法。是由铁矿尾矿粉、高炉渣、硼砂、无水BaCO3、菱镁矿、钾长石、纯碱、TiO2、Sb2O3和硫磺组成，装入球磨机中混磨一定时间，达到所需的粒度，加水调成均匀的稀糊状，在震动机上排除气泡，除去上层水，倒入陶瓷模具中，在震动机上震动，再除去上层水，再将模具和物料一同放入干燥炉中干燥，放入烧结炉中焙烧，出炉脱模，切割整形。有效地利用了资源，改善了环境，解决了尾矿的堆存问题。与现有技术相比，铁尾矿的利用率高，气孔率低，制备过程中没有废气、废渣、废水、噪声、无放射性污染生产工艺简单，易于操作。制品经切割并打磨后表面光洁，可替代大理石花岗岩等饰面材料。

Description

用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑饰面材料，尤其是利用鞍山式铁矿的尾矿制备玻化建筑饰面材料及制备方法。
背景技术：
目前，我国铁矿尾矿堆存量巨大，全国8000多国有矿山和11万多乡镇集体矿山，累积堆存的尾矿量近50亿吨；黑色冶金矿山累积堆存的铁尾矿量高达十几亿吨，占全部尾矿堆存总量的近1/3，占用了大量的耕地和山林。铁尾矿库的存在，对自然环境造成严重危害，并严重威胁尾矿库周边的安全。鞍山高硅型铁矿在我国分布广，鞍山高硅型铁矿石为成条带状的贫铁矿，平均含铁量为30％左右，主要的脉石矿物有石英、绿泥石、角闪石、方解石，尾矿中主要成分是石英及硅酸盐矿物，SiO2含量高。由于鞍山型铁尾矿的尾矿量大，含硅高，不含有价伴生元素，故铁尾矿粉的有效开发利用率非常低，目前见诸报道的关于鞍山型铁尾矿粉的利用的文献有利用铁尾矿粉作为原料来制作蒸压蒸压砖、烧结砖，利用铁尾矿粉制作微晶玻璃或陶瓷制品，铁尾矿粉替代铺路砂石用于铺路，或作矿坑矿井的开挖回填用料。不但用量非常少，而且附加值低，不利于大范围的推广，致使铁尾粉的尾矿库存逐年增加，没有从根本上解决占地、环境污染和安全问题。铁尾矿是铁矿选厂从原矿中选出精矿之后抛弃的固体废弃物，鞍山高硅型铁尾矿中含有的主要成分为SiO2、CaO、AlO3、MgO和少量的氧化铁。通过对铁尾矿粉成分分析，在对其成分进行适当调整以后可以用作烧结原料制备建筑饰面材料。在建筑行业，装饰用石类或类石板材的用量巨大。利用废弃的铁尾矿粉制备建筑用类石板材等饰面材料，不但可以充分利用铁尾矿粉这一巨大资源，降低铁尾矿库造成的环境污染和安全威胁，而且可以减少采石开山及瓷砖烧制造所造成的山林和土地破坏。
目前公开的文献资料及专利查询，未发现利用铁尾矿粉制备建筑饰面材料的配方和制备工艺流程的相关内容。
发明内容：
本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面材料及制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖，按重量百分比各组分含量为：
铁尾矿粉         45％-54％
高炉渣           25％-32％
硼砂              2％-4％
无水BaCO3         0.5％-1％
菱镁矿            5％-9％
钾长石            1.5％-2％
纯碱              5％-10％
TiO2              0％-1.2％
Sb2O3、           0％-1.5％
硫磺              0％-1.3％
用鞍山式矿尾矿制备建筑饰面砖的方法，包括以下顺序和步骤：
a、先将铁尾矿粉和高炉渣分别粉碎至40目以下；
b、按重量百分比将40目以下45％-54％铁尾矿粉、25％-32％高炉渣、2％-4％硼砂、0.5％-1％无水BaCO3、5％-9％菱镁矿、1.5％-2％钾长石、5％-10％纯碱、0％-1.2％TiO2、0％-1.5％Sb2O3和0％-1.3％硫磺装入球磨机中混磨10小时；
c、蒋磨好的物料倒入搅拌槽中，按水和物料体积比为1∶2的比例加水，混合均匀，调成均匀的稀糊状；
d、在震动机上震动4小时，排除其中气泡，除去上层的水；
e、倒入陶瓷模具中，厚度为30mm，震动2小时，再除去上层水；
f、再将模具和物料一同放入干燥炉中干燥两天，即得到干坯；
g、陶瓷模具和干坯一起放入烧结炉中焙烧，随炉温自然冷却；
h、出炉脱模；
i、切割整形。
本发明的目的还可以通过以下技术方案实现：
步骤f所述的干燥温度70-90℃；
步骤g所述的焙烧温度为950℃-1150℃，焙烧时间110分钟-165分钟，保温时间为20分钟-45分钟。
有益效果：本发明所制得的建筑饰面材料以玻璃相为主，有部分结晶相存在于中心部位降温较慢的地方。有效地利用了鞍山式铁矿尾矿，利用率高，解决了尾矿的堆存问题，有效地利用了资源，改善了环境。与现有技术相比：铁尾矿的利用率高，烧结温度低，跟同类产品相比大大降低能耗；生产工艺简单，易于操作。制坯过程中用震动沉淀的方法，大大降低气孔率；在制备过程过程中没有废气、废渣和废水以及噪声污染；制品经过放射性检测，达到国家标准，在使用过程中不会的人体和环境造成危害。制品经切割并打磨后表面光洁，可替代大理石花岗岩等饰面材料。
附图说明：
附图为：用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖工艺流程图。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例作进一步的详细说明：
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖，按重量百分比各组分含量为：
铁尾矿粉          45％-54％
高炉渣            25％-32％
硼砂              2％-4％
无水BaCO3         0.5％-1％
菱镁矿            5％-9％
钾长石            1.5％-2％
纯碱              5％-10％
TiO2              0％-1.2％
Sb2O3、           0％-1.5％
硫磺              0％-1.3％
用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖的方法，包括以下顺序和步骤：
a、先将铁尾矿粉和高炉渣分别粉碎至40目以下；
b、按重量百分比将40目以下45％-54％铁尾矿粉、25％-32％高炉渣、2％-4％硼砂、0.5％-1％无水BaCO3、5％-9％菱镁矿、1.5％-2％钾长石、5％-10％纯碱、0％-1.2％TiO2、0％-1.5％Sb2O3和0％-1.3％硫磺装入球磨机中混磨10小时；
c、蒋磨好的物料倒入搅拌槽中，按水和物料体积1∶2的比例加水，混合均匀，调成均匀的稀糊状；
d、在震动机上震动4小时，排除其中气泡，除去上层的水；
e、倒入陶瓷模具中，厚度为30mm，模具在震动机上震动2小时，再除去上层水；
f、再将模具和物料一同放入干燥炉中70-90℃干燥两天，即得到干坯；
g、陶瓷模具和干坯一起放入烧结炉中焙烧；焙烧温度为950℃-1150℃，焙烧时间110分钟-165分钟，保温时间为20分钟-45分钟，随炉温自然冷却；
h、出炉脱模；
i、切割整形。
实施例1：
用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖的方法，包括以下顺序和步骤：
a、先将铁尾矿粉和高炉渣分别粉碎至40目以下；
b、按重量百分比将40目以下54Kg铁尾矿粉、25Kg高炉渣、2Kg硼砂、0.5Kg无水BaCO3、5Kg菱镁矿、1.5Kg钾长石、5Kg纯碱、1.2KgTiO2、1.5KgSb2O3和1.3Kg硫磺装入球磨机中混磨10小时；
c、蒋磨好的物料倒入搅拌槽中，按水和物料体积1∶2的比例加水48Kg，混合均匀，调成均匀的稀糊状；
d、在震动机上震动4小时，排除其中气泡，除去上层的水；
e、倒入陶瓷模具中，厚度为30mm，模具在震动机上震动2小时，再除去上层水；
f、再将模具和物料一同放入干燥炉中80℃干燥两天，即得到干坯；
g、陶瓷模具和干坯一起放入烧结炉中焙烧；焙烧温度为950℃，焙烧时间110分钟，保温时间为20分钟，随炉温自然冷却；
h、出炉脱模；
i、切割整形。
理化性能测试数据为：密度2.80g/cm3，抗压强度94MPa，抗弯强度28Mpa，莫氏硬度5。
实施例2：
用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖的方法，包括以下顺序和步骤：
a、先将铁尾矿粉和高炉渣分别粉碎至40目以下；
b、按重量百分比将40目以下45Kg铁尾矿粉、32Kg高炉渣4Kg硼砂、1Kg无水BaCO3、9Kg菱镁矿、2Kg钾长石、5Kg纯碱、1Kg TiO2、1KgSb2O3和1Kg硫磺装入球磨机中混磨10小时；
c、蒋磨好的物料倒入搅拌槽中，按水和物料体积1∶2的比例加水50Kg，混合均匀，调成均匀的稀糊状；
d、在震动机上震动4小时，排除其中气泡，除去上层的水；
e、倒入陶瓷模具中，厚度为30mm，模具在震动机上震动2小时，再除去上层水；
f、再将模具和物料一同放入干燥炉中70℃干燥两天，即得到干坯；
g、陶瓷模具和干坯一起放入烧结炉中焙烧；焙烧温度为1000℃，焙烧时间120分钟分钟，保温时间为30分钟5分钟，随炉温自然冷却；
h、出炉脱模；
i、切割整形。
理化性能测试数据为：密度2.66g/cm-3，抗压强度88MPa，抗弯强度19Mpa，莫氏硬度5。
实施例3：
用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖的方法，包括以下顺序和步骤：
a、先将铁尾矿粉和高炉渣分别粉碎至40目以下；
b、按重量百分比将40目以下50Kg铁尾矿粉、28Kg高炉渣、3Kg硼砂、0.8Kg无水BaCO3、6Kg菱镁矿、1.8Kg钾长石、6Kg纯碱装入球磨机中混磨10小时；
c、蒋磨好的物料倒入搅拌槽中，按水和物料体积1∶2的比例加水48Kg，混合均匀，调成均匀的稀糊状；
d、在震动机上震动4小时，排除其中气泡，除去上层的水；
e、倒入陶瓷模具中，厚度为30mm，模具在震动机上震动2小时，再除去上层水；
f、再将模具和物料一同放入干燥炉中85℃干燥两天，即得到干坯；
g、陶瓷模具和干坯一起放入烧结炉中焙烧；焙烧温度为1050℃，焙烧时间130分钟，保温时间为40分钟，随炉温自然冷却；
h、出炉脱模；
i、切割整形。
理化性能测试数据为：密度2.58g/cm-3，抗压强度61MPa，抗弯强度20Mpa，莫氏硬度4。
实施例4：
用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖的方法，包括以下顺序和步骤：
a、先将铁尾矿粉和高炉渣分别粉碎至40目以下；
b、按重量百分比将40目以下48Kg铁尾矿粉、28Kg高炉渣、2.5Kg硼砂、1Kg无水BaCO3、8Kg菱镁矿、2Kg钾长石、7Kg纯碱、装入球磨机中混磨10小时；
c、蒋磨好的物料倒入搅拌槽中，按水和物料体积1∶2的比例加水49Kg，混合均匀，调成均匀的稀糊状；
d、在震动机上震动4小时，排除其中气泡，除去上层的水；
e、倒入陶瓷模具中，厚度30mm，模具在震动机上震动2小时，再除去上层水；
f、再将模具和物料一同放入干燥炉中90℃干燥两天，即得到干坯；
g、陶瓷模具和干坯一起放入烧结炉中焙烧；焙烧温度为1100℃，焙烧时间1165分钟，保温时间为45分钟，随炉温自然冷却；
h、出炉脱模；
i、切割整形。
理化性能测试数据为：密度2.43g/cm-3，抗压强度65MPa，抗弯强度23Mpa，莫氏硬度4.5。

Claims (4)

1.一种用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖，其特征在于，按重量百分比各组分含量为：
2.一种用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖的方法，其特征在于，包括以下顺序和步骤：
a、先将铁尾矿粉和高炉渣分别粉碎至40目以下；
b、按重量百分比将40目以下45％-54％铁尾矿粉、25％-32％高炉渣、2％-4％硼砂、0.5％-1％无水BaCO3、5％-9％菱镁矿、1.5％-2％钾长石、5％-10％纯碱、0％-1.2％TiO2、0％-1.5％Sb2O3和0％-1.3％硫磺装入球磨机中混磨10小时；
c、将磨好的物料倒入搅拌槽中，按水和物料体积比为1∶2的比例加水，混合均匀，调成均匀的稀糊状；
d、在震动机上震动4小时，排除其中气泡，除去上层的水；
e、倒入陶瓷模具中，厚度为30mm，模具在震动机上震动2小时，再除去上层水；
f、再将模具和物料一同放入干燥炉中干燥两天，即得到干坯；
g、陶瓷模具和干坯一起放入烧结炉中焙烧；
h、出炉脱模；
i、切割整形。
3.按照权利要求2所述的用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖的方法，其特征在于，步骤f所述的干燥温度70℃-90℃。
4.按照权利要求2所述的用鞍山式铁矿尾矿制备建筑饰面砖的方法，其特征在于，步骤g所述的焙烧温度为950℃-1150℃，焙烧时间110分钟-165分钟，保温时间为20分钟-45分钟，随炉温自然冷却。 
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