CN105819695B - 一种氰化尾渣泡沫微晶玻璃及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氰化尾渣泡沫微晶玻璃及其制备方法,所述的氰化尾渣泡沫微晶玻璃包括以下重量份计的原料组成:氰化尾渣75.0‑85.0份、发泡剂1.0‑6.0份、形核剂2.0‑10.0份、助溶剂3.0‑10.0份和稳泡剂2.0‑10.0份;所述的制备方法包括预热、发泡、晶化和退火步骤。本发明首次利用黄金冶炼中氰化提金工艺中产生的氰化尾渣为主要原料,制备泡沫微晶玻璃。本发明通过高温分解氰化尾渣中剧毒氰根离子,并且将重金属离子固化于泡沫微晶玻璃之中,从而消除了氰化尾渣对环境的危害,能够在保证泡沫微晶玻璃性能的前提下,提高氰化尾渣的利用率,减轻氰化尾渣废弃物对环境的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种氰化尾渣泡沫微晶玻璃及其制备方法,属于建筑与工程保温和隔热材料的技术领域。
背景技术
氰化法浸取提金是一种较为常见的黄金选冶方法,世界上新建的金矿中约有80%都采用氰化法提金。我国是黄金生产大国,自2007年起黄金产量连续三年位列世界第一,每年排放量的氰化尾渣超过500万吨。氰化尾渣是黄金冶炼过程中氰化提金工艺产生的含酸性、碱性、剧毒氰根离子和重金属成分的多金属废渣,一般作为尾矿固体废弃物堆存。氰化尾渣多为粉末状,粒度很细,含金品位一般在0.4-1.0g/t。氰化尾渣的排放堆弃占用大量土地,浪费矿产资源,剧毒氰根离子和重金属离子严重污染环境,还易造成尾矿库溃坝等重大安全事故等。但是,由于氰化尾渣矿石组成复杂,污染和剧毒离子含量高,综合利用和提金难度极大。
目前,关于回收利用氰化尾渣的国内外研究集中于金及其他贵金属的提取、硫酸生产等方面,利用氰化尾渣直接制备高附加值的泡沫微晶玻璃材料未见报道。
泡沫微晶玻璃是以废玻璃、尾矿及冶炼废渣等固体废弃物为主要原料,添加发泡剂、形核剂、助熔剂等,经粉磨后均匀混合成配合料,将配合料压制成型或置入特制模具中放入窑炉中加热,经过预热、烧结、发泡、析晶、退火等工艺制备的新型保温墙体材料。
泡沫微晶玻璃是一种在在玻璃相中均匀分布大量微小气孔和晶体所组成的材料。多孔材料的结构特点和材料特性,决定了泡沫微晶玻璃具有保温、阻水、轻质高强度、易加工及良好的化学稳定性等特性。
因此,利用氰化尾渣制备泡沫微晶玻璃,既大量消耗氰化尾渣,降低其对环境污染及土地搁置的压力,又可生产低成本且高附加值产品,具有明显的社会、环境效益。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种氰化尾渣泡沫微晶玻璃及其制备方法,该氰化尾渣泡沫微晶玻璃原料来源广泛、成本低廉、制备工艺简单,且导热系数小、机械加工性能良好。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种氰化尾渣泡沫微晶玻璃,包括以下重量份计的原料组成:氰化尾渣75.0-85.0份、发泡剂1.0-6.0份、形核剂2.0-10.0份、助熔剂3.0-10.0份和稳泡剂2.0-10.0份;
所述的发泡剂为炭黑(C)、CaCO3和SiC按照重量比1-5:1-5:1-2混合而成;
所述的形核剂为CaF2、TiO2和ZrO2按照重量比2-8:1-5:1-5混合而成;
所述的助熔剂为Na2B4O7·10H2O、Na2CO3和MgCO3按照重量比2-5:1-2:1-5混合而成;
所述的稳泡剂为Na3PO4、NaH2PO4和Mg3(PO4)2按照重量比1-5:1-3:1-3混合而成。
本发明所采用的技术方案还是:一种氰化尾渣泡沫微晶玻璃的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照各原料的用量称取原料,球磨并混合均匀;
(2)将步骤(1)混合均匀的原料装入耐火模具中压制成型,使压制成型的坯体体积密度为0.2-1.0g/cm3;所述的耐火模具内侧及底面上铺有厚度为0.5mm、耐火度为1260℃的纤维纸;
(3)将步骤(2)压制成型的坯体和耐火模具一起送入隧道窑中,
预热:以8-14℃/min的升温速度,升温到650-700℃,保温50-70min;
发泡:以2-3℃/min的升温速度,升温到1130-1200℃,保温80-120min;
晶化:以20-50℃/min降温速度,降温至780-880℃,保温60-120min;
退火:以4-10℃/min的降温速度,降温至600-650℃,保温60-120min;以2-6℃/min的降温速度,降温至室温即得。
步骤(1)中球磨至200目以下。
所述的氰化尾渣包括以下质量分数的化学成分:SiO2 55.0-70.0%、Al2O3 15.0-22.0%、K2O1.0-3.0%、Na2O 2.0-5.0%、Fe2O3 5.0-7.0%、CaO 2.0-4.0%、MgO 1.0-3.0%、烧失量2.0-4.0%,其余成分为Au、Ag的重金属氧化物,含量小于0.01%。
本发明有益效果
1、本发明首次利用黄金冶炼中氰化提金工艺中产生的氰化尾渣为主要原料,制备泡沫微晶玻璃。本发明通过高温分解氰化尾渣中剧毒氰根离子,并且将重金属离子固化于泡沫微晶玻璃之中,从而消除了氰化尾渣对环境的危害,能够在保证泡沫微晶玻璃性能的前提下,提高氰化尾渣的利用率,减轻氰化尾渣废弃物对环境的影响。
2、本发明针对氰化尾渣的化学成分,将其与不同于现有配方的添加剂(发泡剂、形核剂、助熔剂和稳泡剂)相结合,能够显著提高化尾渣泡沫微晶玻璃的各项性能。
3、本发明在对原料进行压制成型时就控制坯体的体积密度,并通过后续的处理,使材料的体积密度进一步降低,能够大大降低氰化尾渣泡沫微晶玻璃的体积密度,质量更轻。
4、本发明的退火采用分阶段降温的方式,使泡孔的固化更加的稳定,避免了泡孔固化过程中产生的不必要缺陷,从而进一步提高尾渣泡沫微晶玻璃的机械性能和加工性能。
5、实验表明,本发明的氰化尾渣泡沫微晶玻璃以闭孔气孔为主,体积密度为0.16-0.70g/cm3,抗压强度为8.0-21.5MPa,常温导热系数为0.052-0.101w/m·k,吸水率为0.3-2.4%。
6、常规的泡沫微晶玻璃制备一般需要经过预热、烧结、发泡、晶化、退火等过程完成,本发明通过优化调整氰化尾渣泡沫微晶玻璃的制备过程中的温度、时间、升降温速率等技术参数,省略了泡沫微晶玻璃预热后再在1000℃烧结的工序,将烧结的过程融于预热、发泡步骤,大大简化了泡沫微晶玻璃的工艺步骤,显著提高了生产效率,降低了生产成本和能耗,易于工业化推广,具有良好的经济和社会效益。
7、本发明的氰化尾渣泡沫微晶玻璃原料来源广泛、成本低廉、制备工艺简单,且质轻、导热系数小、机械加工性能良好,能够根据实际需要加工成不同规格和形状,可用于别墅、民用房屋、工业厂房等建筑中。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例1
本实施例的氰化尾渣泡沫微晶玻璃,包括以下重量份计的原料:氰化尾渣75.0份、发泡剂5.0份、形核剂3.0份、助熔剂10.0份和稳泡剂7.0份。
所述的发泡剂为C、CaCO3和SiC按照重量比2:2:1混合而成。
所述的形核剂为CaF2、TiO2和ZrO2按照重量比5:3:2混合而成。
所述的助熔剂为Na2B4O7·10H2O、Na2CO3和MgCO3按照重量比5:1:3混合而成。
所述的稳泡剂为Na3PO4、NaH2PO4和Mg3(PO4)2按照重量比5:3:2混合而成。
本实施例的氰化尾渣泡沫微晶玻璃的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照各原料的用量称取原料,球磨至200目以下,混合均匀;
(2)将步骤(1)混合均匀的原料装入耐火模具中压制成型,使压制成型的坯体体积密度为0.2g/cm3;所述的耐火模具内侧及底面上铺有厚度为0.5mm、耐火度为1260℃的纤维纸;
(3)将步骤(2)压制成型的坯体和耐火模具一起送入隧道窑中,
预热:以10℃/min的升温速度,升温到700℃,保温50min;
发泡:以3℃/min的升温速度,升温到1130℃,保温80min;
晶化:以25℃/min降温速度,降温至780℃,保温80min;
退火:以10℃/min的降温速度,降温至620℃,保温60min;以6℃/min的降温速度,降温至室温即得。
实施例2
本实施例的氰化尾渣泡沫微晶玻璃,包括以下重量份计的原料:氰化尾渣80.0份、发泡剂3.0份、形核剂6.0份、助熔剂6.0份和稳泡剂5.0份。
所述的发泡剂为C、CaCO3和SiC按照重量比3:1:2混合而成。
所述的形核剂为CaF2、TiO2和ZrO2按照重量比5:2:3混合而成。
所述的助熔剂为Na2B4O7·10H2O、Na2CO3和MgCO3按照重量比3:1:1混合而成。
所述的稳泡剂为Na3PO4、NaH2PO4和Mg3(PO4)2按照重量比3:2:1混合而成。
本实施例的氰化尾渣泡沫微晶玻璃的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照各原料的用量称取原料,球磨至200目以下,混合均匀;
(2)将步骤(1)混合均匀的原料装入耐火模具中压制成型,使压制成型的坯体体积密度为0.6g/cm3;所述的耐火模具内侧及底面上铺有厚度为0.5mm、耐火度为1260℃的纤维纸;
(3)将步骤(2)压制成型的坯体和耐火模具一起送入隧道窑中,
预热:以8℃/min的升温速度,升温到650℃,保温70min;
发泡:以2℃/min的升温速度,升温到1170℃,保温120min;
晶化:以25℃/min降温速度,降温至820℃,保温100min;
退火:以5℃/min的降温速度,降温至620℃,保温80min;以4℃/min的降温速度,降温至室温即得。
实施例3
本实施例的氰化尾渣泡沫微晶玻璃,包括以下重量份计的原料:氰化尾渣78.0份、发泡剂4.0份、形核剂5.0份、助熔剂6.0份和稳泡剂6.0份。
所述的发泡剂为C、CaCO3和SiC按照重量比5:1:1混合而成。
所述的形核剂为CaF2、TiO2和ZrO2按照重量比8:1:1混合而成。
所述的助熔剂为Na2B4O7·10H2O、Na2CO3和MgCO3按照重量比3:2:4混合而成。
所述的稳泡剂为Na3PO4、NaH2PO4和Mg3(PO4)2按照重量比1:1:3混合而成。
本实施例的氰化尾渣泡沫微晶玻璃的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照各原料的用量称取原料,球磨至200目以下,混合均匀;
(2)将步骤(1)混合均匀的原料装入耐火模具中压制成型,使压制成型的坯体体积密度为0.4g/cm3;所述的耐火模具内侧及底面上铺有厚度为0.5mm、耐火度为1260℃的纤维纸;
(3)将步骤(2)压制成型的坯体和耐火模具一起送入隧道窑中,
预热:以12℃/min的升温速度,升温到650℃,保温65min;
发泡:以2℃/min的升温速度,升温到1160℃,保温100min;
晶化:以20℃/min降温速度,降温至800℃,保温120min;
退火:以7℃/min的降温速度,降温至600℃,保温90min;以5℃/min的降温速度,降温至室温即得。
实施例4
本实施例的氰化尾渣泡沫微晶玻璃,包括以下重量份计的原料:氰化尾渣76.0份、发泡剂2.0份、形核剂4.0份、助熔剂7.0份和稳泡剂9.0份。
所述的发泡剂为C、CaCO3和SiC按照重量比3:5:1混合而成。
所述的形核剂为CaF2、TiO2和ZrO2按照重量比6:5:5混合而成。
所述的助熔剂为Na2B4O7·10H2O、Na2CO3和MgCO3按照重量比2:1:1混合而成。
所述的稳泡剂为Na3PO4、NaH2PO4和Mg3(PO4)2按照重量比3:2:2混合而成。
本实施例的氰化尾渣泡沫微晶玻璃的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照各原料的用量称取原料,球磨至200目以下,混合均匀;
(2)将步骤(1)混合均匀的原料装入耐火模具中压制成型,使压制成型的坯体体积密度为0.4g/cm3;所述的耐火模具内侧及底面上铺有厚度为0.5mm、耐火度为1260℃的纤维纸;
(3)将步骤(2)压制成型的坯体和耐火模具一起送入隧道窑中,
预热:以11℃/min的升温速度,升温到680℃,保温50min;
发泡:以2℃/min的升温速度,升温到1140℃,保温90min;
晶化:以30℃/min降温速度,降温至780℃,保温90min;
退火:以8℃/min的降温速度,降温至620℃,保温120min;以4℃/min的降温速度,降温至室温即得。
实施例5
本实施例的氰化尾渣泡沫微晶玻璃,包括以下重量份计的原料:氰化尾渣80.0份、发泡剂3.0份、形核剂6.0份、助熔剂3.0份和稳泡剂6.0份。
所述的发泡剂为C、CaCO3和SiC按照重量比4:2:1混合而成。
所述的形核剂为CaF2、TiO2和ZrO2按照重量比5:1:1混合而成。
所述的助熔剂为Na2B4O7·10H2O、Na2CO3和MgCO3按照重量比5:1:5混合而成。
所述的稳泡剂为Na3PO4、NaH2PO4和Mg3(PO4)2按照重量比4:3:2混合而成。
本实施例的氰化尾渣泡沫微晶玻璃的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照各原料的用量称取原料,球磨至200目以下,混合均匀;
(2)将步骤(1)混合均匀的原料装入耐火模具中压制成型,使压制成型的坯体体积密度为0.7g/cm3;所述的耐火模具内侧及底面上铺有厚度为0.5mm、耐火度为1260℃的纤维纸;
(3)将步骤(2)压制成型的坯体和耐火模具一起送入隧道窑中,
预热:以10℃/min的升温速度,升温到700℃,保温55min;
发泡:以3℃/min的升温速度,升温到1180℃,保温90min;
晶化:以30℃/min降温速度,降温至850℃,保温120min;
退火:以6℃/min的降温速度,降温至650℃,保温90min;以3℃/min的降温速度,降温至室温即得。
实施例6
本实施例的氰化尾渣泡沫微晶玻璃,包括以下重量份计的原料:氰化尾渣83.0份、发泡剂1.0份、形核剂7.0份、助熔剂5.0份和稳泡剂3.0份。
所述的发泡剂为C、CaCO3和SiC按照重量比1:3:2混合而成。
所述的形核剂为CaF2、TiO2和ZrO2按照重量比2:3:1混合而成。
所述的助熔剂为Na2B4O7·10H2O、Na2CO3和MgCO3按照重量比5:1:2混合而成。
所述的稳泡剂为Na3PO4、NaH2PO4和Mg3(PO4)2按照重量比1:3:1混合而成。
本实施例的氰化尾渣泡沫微晶玻璃的制备方法,包括以下步骤:
(1)按照各原料的用量称取原料,球磨至200目以下,混合均匀;
(2)将步骤(1)混合均匀的原料装入耐火模具中压制成型,使压制成型的坯体体积密度为0.85g/cm3;所述的耐火模具内侧及底面上铺有厚度为0.5mm、耐火度为1260℃的纤维纸;
(3)将步骤(2)压制成型的坯体和耐火模具一起送入隧道窑中,
预热:以10℃/min的升温速度,升温到700℃,保温60min;
发泡:以2℃/min的升温速度,升温到1200℃,保温80min;
晶化:以25℃/min降温速度,降温至870℃,保温60min;
退火:以4℃/min的降温速度,降温至620℃,保温120min;以3℃/min的降温速度,降温至室温即得。
对本发明实施例1-6的氰化尾渣泡沫微晶玻璃进行性能测试,具体结果如表1所示。
表1实施例1-6中泡沫微晶玻璃的性能指标
Claims (3)
1.一种氰化尾渣泡沫微晶玻璃,其特征在于,包括以下重量份计的原料组成:氰化尾渣75.0-85.0份、发泡剂1.0-6.0份、形核剂2.0-10.0份、助熔剂3.0-10.0份和稳泡剂2.0-10.0份;
所述的发泡剂为炭黑、CaCO3和SiC按照重量比1-5:1-5:1-2混合而成;
所述的形核剂为CaF2、TiO2和ZrO2按照重量比2-8:1-5:1-5混合而成;
所述的助熔剂为Na2B4O7·10H2O、Na2CO3和MgCO3按照重量比2-5:1-2:1-5混合而成;
所述的稳泡剂为Na3PO4、NaH2PO4和Mg3(PO4)2按照重量比1-5:1-3:1-3混合而成;
所述的氰化尾渣包括以下质量分数的化学成分:SiO2 55.0-70.0%、Al2O3 15.0-22.0%、K2O 1.0-3.0%、Na2O 2.0-5.0%、Fe2O3 5.0-7.0%、CaO 2.0-4.0%、MgO 1.0-3.0%、烧失量2.0-4.0%,其余成分为Au、Ag的重金属氧化物,含量小于0.01%。
2.一种如权利要求1所述的氰化尾渣泡沫微晶玻璃的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)按照各原料的用量称取原料,球磨并混合均匀;
(2)将步骤(1)混合均匀的原料装入耐火模具中压制成型,使压制成型的坯体体积密度为0.2-1.0g/cm3;所述的耐火模具内侧及底面上铺有厚度为0.5mm、耐火度为1260℃的纤维纸;
(3)将步骤(2)压制成型的坯体和耐火模具一起送入隧道窑中,
预热:以8-14℃/min的升温速度,升温到650-700℃,保温50-70min;
发泡:以2-3℃/min的升温速度,升温到1130-1200℃,保温80-120min;
晶化:以20-50℃/min降温速度,降温至780-880℃,保温60-120min;
退火:以4-10℃/min的降温速度,降温至600-650℃,保温60-120min;以2-6℃/min的降温速度,降温至室温即得。
3.根据权利要求2所述的氰化尾渣泡沫微晶玻璃的制备方法,其特征在于,步骤(1)中球磨至200目以下。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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