CN105819720A - 一种园林绿化用硫铁尾矿陶粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种园林绿化用硫铁尾矿陶粒及其制备方法，通过对于硫铁尾矿进行煅烧预处理、酸性废液浸渍、再优化制备陶粒的原料组成及其含量，调节陶粒的物化性能，制备出适合园林绿化用的硫铁尾矿陶粒。
Description
技术领域
本发明属于陶粒领域，特别涉及一种园林绿化用硫铁尾矿陶粒。
背景技术
废物综合回收是一件功在当今，利在后世的事情。建国以来，我国矿山企业堆积了大量的尾矿，由于开采模式单一，开采工艺落后，开采设备陈旧，导致大量尾矿残存，无法有效回收再利用。另外，尾矿自身带有超标污染物或有害组分，在选矿过程中又加入的各种化学药剂残存在尾矿当中，在没有经过处理情况下，直接堆放在地表，不仅占用大量的土地，还严重污染了周围的环境。硫铁尾矿就是一种常见的尾矿，在内蒙和四川境内，都存在大量的硫铁尾矿；同时，在矿产后期加工过程中，也会经常存在酸性废液，该酸性废液直接排放至河流或者土地中，对于地区的生态平衡也会产生重大的破坏作用；
陶粒，就是陶质的颗粒。陶粒的外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体，而呈不规则碎石状。陶粒形状因工艺不同而各异。它的表面是一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度。陶粒的外观颜色因所采用的原料和工艺不同而各异。焙烧陶粒的颜色大多为暗红色、赭红色，也有一些特殊品种为灰黄色、灰黑色、灰白色、青灰色等。最近研究的还有免烧陶粒；
使用尾矿来制备陶粒也有不少的研究，如CN102503366A和CN102503370A分别公开了一种黄金尾矿粉陶粒的制造方法和一种铁尾矿粉陶粒及其制造方法，具体包含有材料及配比和制造工艺流程，但是工艺颇为复杂；而专门针对于硫铁尾矿来制备陶粒的研究颇少。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，本发明研制出一种园林绿化用硫铁尾矿陶粒及其制备方法，同时，对于硫铁尾矿进行煅烧预处理、酸性废液浸渍、再优化制备陶粒的原料组成及其含量，调节陶粒的物化性能，制备出适合园林绿化用的硫铁尾矿陶粒。
一种园林绿化用硫铁尾矿陶粒的制备方法，包括如下制备工艺：
（1）硫铁尾矿预处理：选取废弃的硫铁尾矿，其粒度在1-10mm，化学成分主要是氧化铝和二氧化硅，还含有少量的氧化铁，三氧化硫和其他杂质；将硫铁尾矿磨细，使得其粒径小于0.5mm；随后在100-120℃下脱水，并在900-1000℃下预烧1-2h；随炉冷却，并再次磨细，使其粒径小于0.1mm；
（2）酸性废液浸渍：将预处理的硫铁尾矿进行酸性废液浸渍，酸性废液的pH值为2-4，浸渍温度为50-60℃，浸渍时间为5-6h，得到酸性废液浸渍后浸渍液和酸性废液浸渍后的硫铁尾矿；
（3）混合、陈腐：取如下重量份的物质混合，酸性废液浸渍后的硫铁尾矿50-60份，河道淤泥5-10份，赤泥5-10份，硅藻土5-10份，粉煤灰5-10份，硅灰5-10份，硫酸钙水泥5-10份，硅酸盐水泥5-10份，秸秆废料5-10份，工业磷酸1-5份，石棉纤维1-5份，磷石膏1-5份，二氧化硅溶胶1-5份，聚丙烯纤维1-2份，碳酸锂1-2份，柠檬酸1-2份，苯扎氯铵1-2份，沸石粉1-2份，麦饭石1-2份，碳纳米管1-2份，酸性废液浸渍后的浸渍液200-250份，在搅拌机中搅拌1-2h，混合均匀后，并陈腐12h；
（4）造粒、成型：将陈腐料干燥、造粒，随后冷等静压两次成型；
（5）蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护24-48小时，养护温度为110-120℃；即得园林绿化用硫铁尾矿陶粒。
作为优选，所述二次成型中，第一次成型压力为10-30MPa，成型时间为1-2h；第二次成型的压力为60-70MPa，成型时间为1-2h；成型后的陶粒粒径为1-3mm。
作为优选，所述浸渍温度为55℃。
作为优选，取如下重量份的物质混合，酸性废液浸渍后的硫铁尾矿55份，河道淤泥7份，赤泥7份，硅藻土7份，粉煤灰7份，硅灰7份，硫酸钙水泥7份，硅酸盐水泥7份，秸秆废料7份，工业磷酸3份，石棉纤维3份，磷石膏3份，二氧化硅溶胶3份，聚丙烯纤维1份，碳酸锂1份，柠檬酸1份，苯扎氯铵1份，沸石粉1份，麦饭石1份，碳纳米管1份，酸性废液浸渍后的浸渍液225份，在搅拌机中搅拌2h，混合均匀后，并陈腐12h。
一种上述的园林绿化用硫铁尾矿陶粒的制备方法所制备的硫铁尾矿陶粒，该陶粒的强度大于12MPa，比重小于1.8g/cm3，以非氧化铁的形式存在的铁的含量高。
本发明的有益效果：
（1）本发明通过对于硫铁尾矿进行废物利用，制备出适合园林使用的陶粒，同时，在制备陶粒过程中，还选择了酸性废液、河道淤泥和赤泥等废物作为主要成分，所制备的陶粒具有强度高、比重小，且非氧化铁形式的Fe含量高，有利于园林绿化使用；
（2）具体来说，本发明的通过对硫铁尾矿进行预处理、浸渍处理，得到酸性废液浸渍后浸渍液和酸性废液浸渍后的硫铁尾矿，其中的浸渍液含有大量的离子态的铁，而酸性废液浸渍后的硫铁尾矿里基本上不含有氧化铁；在陶粒的组分优化过程中，含有大量离子态铁的浸渍液在络合剂如工业磷酸，柠檬酸等的作用下，大多将以非氧化铁的形式存在于陶粒中，该非氧化铁形式的铁将有利于促进园林植物的吸收和利用；而为了提高陶粒各原料的粘结性，本发明选择同为废料的河道淤泥和赤泥，同时为了优化粘结效果，本发明还选择了二氧化硅溶胶；同时，为了提高陶粒的耐压等强度，通过添加石棉纤维、聚丙烯纤维和沸石粉，麦饭石和碳纳米管，组成多维的结构；而在提高陶粒轻质作用的基础上，本发明采用免烧工艺，并且选择复合凝胶材料硫酸钙水泥和硅酸盐水泥以及其稳定剂磷石膏、二氧化硅溶胶、碳酸锂、苯扎氯铵等，提高陶粒的物化性能；
（3）本发明的园林绿化用硫铁尾矿陶粒的制备方法的制备方法工艺简单，环保，且便于工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：
一种园林绿化用硫铁尾矿陶粒的制备方法，包括如下制备工艺：
（1）硫铁尾矿预处理：选取废弃的硫铁尾矿，其粒度在8mm，化学成分主要是氧化铝和二氧化硅，还含有少量的氧化铁，三氧化硫和其他杂质；将硫铁尾矿磨细，使得其粒径小于0.5mm；随后在110℃下脱水，并在950℃下预烧2h；随炉冷却，并再次磨细，使其粒径小于0.1mm；
（2）酸性废液浸渍：将预处理的硫铁尾矿进行酸性废液浸渍，酸性废液的pH值为3，浸渍温度为55℃，浸渍时间为6h，得到酸性废液浸渍后浸渍液和酸性废液浸渍后的硫铁尾矿；
（3）混合、陈腐：取如下重量份的物质混合，酸性废液浸渍后的硫铁尾矿55份，河道淤泥7份，赤泥7份，硅藻土7份，粉煤灰7份，硅灰7份，硫酸钙水泥7份，硅酸盐水泥7份，秸秆废料7份，工业磷酸3份，石棉纤维3份，磷石膏3份，二氧化硅溶胶3份，聚丙烯纤维1份，碳酸锂1份，柠檬酸1份，苯扎氯铵1份，沸石粉1份，麦饭石1份，碳纳米管1份，酸性废液浸渍后的浸渍液225份，在搅拌机中搅拌2h，混合均匀后，并陈腐12h；
（4）造粒、成型：将陈腐料干燥、造粒，随后冷等静压两次成型；所述二次成型中，第一次成型压力为20MPa，成型时间为2h；第二次成型的压力为70MPa，成型时间为2h；成型后的陶粒粒径为3mm；
（5）蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护36小时，养护温度为115℃；即得园林绿化用硫铁尾矿陶粒。
实施例2：
一种园林绿化用硫铁尾矿陶粒的制备方法，包括如下制备工艺：
（1）硫铁尾矿预处理：选取废弃的硫铁尾矿，其粒度在7mm，化学成分主要是氧化铝和二氧化硅，还含有少量的氧化铁，三氧化硫和其他杂质；将硫铁尾矿磨细，使得其粒径小于0.5mm；随后在110℃下脱水，并在950℃下预烧2h；随炉冷却，并再次磨细，使其粒径小于0.1mm；
（2）酸性废液浸渍：将预处理的硫铁尾矿进行酸性废液浸渍，酸性废液的pH值为4，浸渍温度为50℃，浸渍时间为6h，得到酸性废液浸渍后浸渍液和酸性废液浸渍后的硫铁尾矿；
（3）混合、陈腐：取如下重量份的物质混合，酸性废液浸渍后的硫铁尾矿55份，河道淤泥8份，赤泥7份，硅藻土7份，粉煤灰7份，硅灰7份，硫酸钙水泥7份，硅酸盐水泥8份，秸秆废料7份，工业磷酸5份，石棉纤维2份，磷石膏5份，二氧化硅溶胶5份，聚丙烯纤维1份，碳酸锂2份，柠檬酸1份，苯扎氯铵1份，沸石粉1份，麦饭石2份，碳纳米管2份，酸性废液浸渍后的浸渍液225份，在搅拌机中搅拌2h，混合均匀后，并陈腐12h；
（4）造粒、成型：将陈腐料干燥、造粒，随后冷等静压两次成型；所述二次成型中，第一次成型压力为20MPa，成型时间为2h；第二次成型的压力为70MPa，成型时间为2h；成型后的陶粒粒径为2mm；
（5）蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护36小时，养护温度为115℃；即得园林绿化用硫铁尾矿陶粒。
实施例3：
一种园林绿化用硫铁尾矿陶粒的制备方法，包括如下制备工艺：
（1）硫铁尾矿预处理：选取废弃的硫铁尾矿，其粒度在9mm，化学成分主要是氧化铝和二氧化硅，还含有少量的氧化铁，三氧化硫和其他杂质；将硫铁尾矿磨细，使得其粒径小于0.5mm；随后在110℃下脱水，并在950℃下预烧2h；随炉冷却，并再次磨细，使其粒径小于0.1mm；
（2）酸性废液浸渍：将预处理的硫铁尾矿进行酸性废液浸渍，酸性废液的pH值为4，浸渍温度为60℃，浸渍时间为6h，得到酸性废液浸渍后浸渍液和酸性废液浸渍后的硫铁尾矿；
（3）混合、陈腐：取如下重量份的物质混合，酸性废液浸渍后的硫铁尾矿50份，河道淤泥5份，赤泥5份，硅藻土7份，粉煤灰7份，硅灰5份，硫酸钙水泥5份，硅酸盐水泥7份，秸秆废料5份，工业磷酸3份，石棉纤维3份，磷石膏3份，二氧化硅溶胶2份，聚丙烯纤维1份，碳酸锂1份，柠檬酸1份，苯扎氯铵1份，沸石粉1份，麦饭石1份，碳纳米管1份，酸性废液浸渍后的浸渍液200份，在搅拌机中搅拌2h，混合均匀后，并陈腐12h；
（4）造粒、成型：将陈腐料干燥、造粒，随后冷等静压两次成型；所述二次成型中，第一次成型压力为20MPa，成型时间为2h；第二次成型的压力为70MPa，成型时间为2h；成型后的陶粒粒径为3mm；
（5）蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护36小时，养护温度为115℃；即得园林绿化用硫铁尾矿陶粒。
实施例4：
一种园林绿化用硫铁尾矿陶粒的制备方法，包括如下制备工艺：
（1）硫铁尾矿预处理：选取废弃的硫铁尾矿，其粒度在8mm，化学成分主要是氧化铝和二氧化硅，还含有少量的氧化铁，三氧化硫和其他杂质；将硫铁尾矿磨细，使得其粒径小于0.5mm；随后在110℃下脱水，并在950℃下预烧2h；随炉冷却，并再次磨细，使其粒径小于0.1mm；
（2）酸性废液浸渍：将预处理的硫铁尾矿进行酸性废液浸渍，酸性废液的pH值为5，浸渍温度为50℃，浸渍时间为6h，得到酸性废液浸渍后浸渍液和酸性废液浸渍后的硫铁尾矿；
（3）混合、陈腐：取如下重量份的物质混合，酸性废液浸渍后的硫铁尾矿60份，河道淤泥10份，赤泥10份，硅藻土10份，粉煤灰10份，硅灰10份，硫酸钙水泥10份，硅酸盐水泥10份，秸秆废料10份，工业磷酸3份，石棉纤维3份，磷石膏2份，二氧化硅溶胶5份，聚丙烯纤维1份，碳酸锂1份，柠檬酸1份，苯扎氯铵1份，沸石粉2份，麦饭石1份，碳纳米管2份，酸性废液浸渍后的浸渍液250份，在搅拌机中搅拌2h，混合均匀后，并陈腐12h；
（4）造粒、成型：将陈腐料干燥、造粒，随后冷等静压两次成型；所述二次成型中，第一次成型压力为20MPa，成型时间为2h；第二次成型的压力为70MPa，成型时间为2h；成型后的陶粒粒径为3mm；
（5）蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护36小时，养护温度为115℃；即得园林绿化用硫铁尾矿陶粒。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种园林绿化用硫铁尾矿陶粒的制备方法，其特征在于，包括如下制备工艺：
（1）硫铁尾矿预处理：选取废弃的硫铁尾矿，其粒度在1-10mm，化学成分主要是氧化铝和二氧化硅，还含有少量的氧化铁，三氧化硫和其他杂质；将硫铁尾矿磨细，使得其粒径小于0.5mm；随后在100-120℃下脱水，并在900-1000℃下预烧1-2h；随炉冷却，并再次磨细，使其粒径小于0.1mm；
（2）酸性废液浸渍：将预处理的硫铁尾矿进行酸性废液浸渍，酸性废液的pH值为2-4，浸渍温度为50-60℃，浸渍时间为5-6h，得到酸性废液浸渍后浸渍液和酸性废液浸渍后的硫铁尾矿；
（3）混合、陈腐：取如下重量份的物质混合，酸性废液浸渍后的硫铁尾矿50-60份，河道淤泥5-10份，赤泥5-10份，硅藻土5-10份，粉煤灰5-10份，硅灰5-10份，硫酸钙水泥5-10份，硅酸盐水泥5-10份，秸秆废料5-10份，工业磷酸1-5份，石棉纤维1-5份，磷石膏1-5份，二氧化硅溶胶1-5份，聚丙烯纤维1-2份，碳酸锂1-2份，柠檬酸1-2份，苯扎氯铵1-2份，沸石粉1-2份，麦饭石1-2份，碳纳米管1-2份，酸性废液浸渍后的浸渍液200-250份，在搅拌机中搅拌1-2h，混合均匀后，并陈腐12h；
（4）造粒、成型：将陈腐料干燥、造粒，随后冷等静压两次成型；
（5）蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护24-48小时，养护温度为110-120℃；即得园林绿化用硫铁尾矿陶粒。
2.一种如权利要求1所述的园林绿化用硫铁尾矿陶粒的制备方法，其特征在于，所述二次成型中，第一次成型压力为10-30MPa，成型时间为1-2h；第二次成型的压力为60-70MPa，成型时间为1-2h；成型后的陶粒粒径为1-3mm。
3.一种如权利要求1或2所述的园林绿化用硫铁尾矿陶粒的制备方法，其特征在于，所述浸渍温度为55℃。
4.一种如权利要求3所述的园林绿化用硫铁尾矿陶粒的制备方法，其特征在于，取如下重量份的物质混合，酸性废液浸渍后的硫铁尾矿55份，河道淤泥7份，赤泥7份，硅藻土7份，粉煤灰7份，硅灰7份，硫酸钙水泥7份，硅酸盐水泥7份，秸秆废料7份，工业磷酸3份，石棉纤维3份，磷石膏3份，二氧化硅溶胶3份，聚丙烯纤维1份，碳酸锂1份，柠檬酸1份，苯扎氯铵1份，沸石粉1份，麦饭石1份，碳纳米管1份，酸性废液浸渍后的浸渍液225份，在搅拌机中搅拌2h，混合均匀后，并陈腐12h。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的园林绿化用硫铁尾矿陶粒的制备方法所制备的硫铁尾矿陶粒。
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