CN108794049A - 一种菱镁矿尾矿轻质陶粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种菱镁矿尾矿轻质陶粒，包括内层和外层，所述内层主要由以下质量百分数的原料制备而成：菱镁矿尾矿45%~55%、废陶瓷5%~10%、锰渣10%~15%、废塑料5%~8%、高硅铁尾矿22%~25%；所述外层主要由以下质量百分数的原料制备而成：滑石尾矿30%~40%、赤泥60%~70%。本发明以菱镁矿尾矿为主要原料，其来源广泛、成本低，既解决了菱镁矿尾矿堆存造成的环境污染问题，同时使菱镁矿尾矿得到资源化合理利用，提高资源利用率，减少菱镁矿尾矿占地，具有较好的社会效益和经济效益。

Description

一种菱镁矿尾矿轻质陶粒及其制备方法
技术领域
本发明涉及固废利用环保领域，具体是一种菱镁矿尾矿轻质陶粒及其制备方法。
背景技术
菱镁矿主要化学成分为碳酸镁(MgCO+)，主要用于烧制耐火材料、提炼金属镁、调制氯氧镁胶凝材料等工业用途。由于无法满足高附加值镁盐工业生产要求，我国2/3菱镁矿资源及其选矿尾矿(氧化镁MgO含量26%~42%)被大量闲置或废弃处理，不仅造成资源浪费，同时导致严重的生态破坏和环境污染。
菱镁矿尾矿中镁含量较高，对陶粒砂最终焙烧结果的影响不仅体现在软化温度、烧结温度范围这两个方面，还包括高温时气体生成等方面。随着菱镁矿尾矿配料量的增加镁含量会显着增加，同时硅铝质含量相应减少，两方面综合作用，恶化了实际烧成情况，液相量增多以及液相粘度降低速度加快，特别是表皮粘度太低，使得烧成温度变窄，使得菱镁矿尾矿在烧制陶粒时添加量降低，不能大量掺加使用。
发明内容
发明的目的在于提供一种菱镁矿尾矿轻质陶粒及其制备方法，以解决上述背景技术中存在的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种菱镁矿尾矿轻质陶粒，包括内层和外层，所述内层主要由以下质量百分数的原料制备而成：菱镁矿尾矿45%~55%、废陶瓷5%~10%、锰渣10%~15%、废塑料5%~8%、高硅铁尾矿22%~25%；所述外层主要由以下质量百分数的原料制备而成：滑石尾矿30%~40%、赤泥60%~70%。
优选地，所述菱镁矿尾矿粒度小于0.074mm。
优选地，所述废陶瓷粒度小于0.1mm。
优选地，所述锰渣经粉末后，粒度小于0.045mm。
优选地，所述废塑料粒度小于0.1mm。
优选地，所述高硅铁尾矿粒度小于0.074mm，二氧化硅含量大于65%。
优选地，所述滑石尾矿粒度小于0.043mm。
优选地，所述赤泥粒度小于0.074mm。
一种菱镁矿尾矿轻质陶粒制备方法备方法，包括以下步骤：
（1）将内层各组分原料按质量百分数：菱镁矿尾矿45%~55%、废陶瓷5%~10%、锰渣10%~15%、废塑料5%~8%、高硅铁尾矿22%~25%，混合均匀，得到内层混合料；
（2）将外层各组分原料按质量百分数：滑石尾矿30%~40%、赤泥60%~70%混合均匀，得到外层混合料；
（3）将步骤（1）内层混合料加入到成球机内，加入混合料总质量40%~45%水成球，形成陶粒内层，直径为2~3mm；
（4）将步骤（2）外层混合料加入到成球机内，在加料过程中喷洒硅酸钠水溶液，获得生料球，直径为3~5mm；
（5）将步骤（4）生料球送入回转窑升温至300℃~350℃烘干20min~30min，继续升温至1000℃~1070℃，煅烧30min~50min；
（6）将步骤（5）焙烧后陶粒送入冷却窑进行冷却至室温，经筛选后得合格菱镁矿轻质陶粒成品。
优选地，所述步骤（4）硅酸钠水溶液浓度为0.8%，添加量为内层料球堆体积10%~20%。
本发明的有益效果为：
1、本发明陶粒内层由菱镁矿尾矿为主要原料，在烧制过程中菱镁矿尾矿中MgCO3在高温下分解生成CO2，不需要添加膨胀剂就可以使陶粒内部生成细密蜂窝状微孔，菱镁矿尾矿在高温下与高硅铁尾矿中的SiO2反应生成滑石类水化硅酸镁，配合辅助料废陶瓷、废塑料、锰渣提高了陶粒的强度。而外层通过包裹滑石尾矿和赤泥提高了陶粒的抗压强度，同时使陶粒内部的生成的细密蜂窝状微孔成封闭状态，避免因菱镁矿尾矿中MgCO3在高温下分解生成CO2剧烈造成的粘熔现象，同时由于外层包裹使得菱镁矿尾矿陶粒的煅烧温度范围变宽，提高了菱镁矿尾矿的添加量，更有利于产业化应用；
2、本发明以菱镁矿尾矿为主要原料，其来源广泛、成本低，既解决了菱镁矿尾矿堆存造成的环境污染问题，同时使菱镁矿尾矿得到资源化合理利用，提高资源利用率，减少菱镁矿尾矿占地，具有较好的社会效益和经济效益。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述地实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供了一种菱镁矿尾矿轻质陶粒，包括内层和外层，所内层主要由以下质量百分数的原料制备而成：菱镁矿尾矿45%、废陶瓷10%、锰渣15%、废塑料5%、高硅铁尾矿25%；所述外层主要由以下质量百分数的原料制备而成：滑石尾矿30%、赤泥70%。
一种菱镁矿尾矿轻质陶粒制备方法备方法，包括以下步骤：
（1）将内层各组分原料按质量百分数：菱镁矿尾矿45%、废陶瓷10%、锰渣15%、废塑料5%、高硅铁尾矿25%，混合均匀，得到内层混合料；
（2）将外层各组分原料按质量百分数：滑石尾矿30%、赤泥70%混合均匀，得到外层混合料；
（3）将步骤（1）内层混合料加入到成球机内，加入混合料总质量40%水成球，形成陶粒内层，直径为2~3mm；
（4）将步骤（2）外层混合料加入到成球机内，在加料过程中喷洒硅酸钠水溶液，获得生料球，直径为3~5mm，硅酸钠水溶液添加量为内层料球堆体积10%；
（5）将步骤（4）生料球送入回转窑升温至300℃烘干30min，继续升温至1000℃，煅烧50min；
（6）将步骤（5）焙烧后陶粒送入冷却窑进行冷却至室温，经筛选后得合格菱镁矿轻质陶粒成品。
本实施例制得的菱镁矿尾矿陶粒堆积密度为660.5kg/m3，孔隙率为40.11％、筒压强度为3.5MPa、吸水率为1.82％。
实施例2
本实施例提供了一种菱镁矿尾矿轻质陶粒，包括内层和外层，所内层主要由以下质量百分数的原料制备而成：菱镁矿尾矿50%、废陶瓷8%、锰渣12%、废塑料7%、高硅铁尾矿23%；所述外层主要由以下质量百分数的原料制备而成：滑石尾矿35%、赤泥65%。
一种菱镁矿尾矿轻质陶粒制备方法备方法，包括以下步骤：
（1）将内层各组分原料按质量百分数：菱镁矿尾矿50%、废陶瓷8%、锰渣12%、废塑料7%、高硅铁尾矿23%，混合均匀，得到内层混合料；
（2）将外层各组分原料按质量百分数：滑石尾矿35%、赤泥65%混合均匀，得到外层混合料；
（3）将步骤（1）内层混合料加入到成球机内，加入混合料总质量42%水成球，形成陶粒内层，直径为2~3mm；
（4）将步骤（2）外层混合料加入到成球机内，在加料过程中喷洒硅酸钠水溶液，获得生料球，直径为3~5mm，硅酸钠水溶液添加量为内层料球堆体积15%；
（5）将步骤（4）生料球送入回转窑升温至325℃烘干25min，继续升温至1040℃，煅烧40min；
（6）将步骤（5）焙烧后陶粒送入冷却窑进行冷却至室温，经筛选后得合格菱镁矿轻质陶粒成品。
本实施例制得的菱镁矿尾矿陶粒堆积密度为653.2kg/m3，孔隙率为42.21％、筒压强度为3.3MPa、吸水率为1.71％。
实施例3
本实施例提供了一种菱镁矿尾矿轻质陶粒，包括内层和外层，所内层主要由以下质量百分数的原料制备而成：菱镁矿尾矿55%、废陶瓷5%、锰渣10%、废塑料8%、高硅铁尾矿22%；所述外层主要由以下质量百分数的原料制备而成：滑石尾矿40%、赤泥60%。
一种菱镁矿尾矿轻质陶粒制备方法备方法，包括以下步骤：
（1）将内层各组分原料按质量百分数：菱镁矿尾矿55%、废陶瓷5%、锰渣10%、废塑料8%、高硅铁尾矿22%，混合均匀，得到内层混合料；
（2）将外层各组分原料按质量百分数：滑石尾矿40%、赤泥60%混合均匀，得到外层混合料；
（3）将步骤（1）内层混合料加入到成球机内，加入混合料总质量45%水成球，形成陶粒内层，直径为2~3mm；
（4）将步骤（2）外层混合料加入到成球机内，在加料过程中喷洒硅酸钠水溶液，获得生料球，直径为3~5mm，硅酸钠水溶液添加量为内层料球堆体积20%；
（5）将步骤（4）生料球送入回转窑升温至350℃烘干20min，继续升温至1070℃，煅烧30min；
（6）将步骤（5）焙烧后陶粒送入冷却窑进行冷却至室温，经筛选后得合格菱镁矿轻质陶粒成品。
本实施例制得的菱镁矿尾矿陶粒堆积密度为644.5kg/m3，孔隙率为43.62％、筒压强度为3.1MPa、吸水率为1.58％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种菱镁矿尾矿轻质陶粒，包括内层和外层，所述内层主要由以下质量百分数的原料制备而成：菱镁矿尾矿45%~55%、废陶瓷5%~10%、锰渣10%~15%、废塑料5%~8%、高硅铁尾矿22%~25%；所述外层主要由以下质量百分数的原料制备而成：滑石尾矿30%~40%、赤泥60%~70%。
2.根据权利要求1所述的菱镁矿尾矿轻质陶粒，其特征在于，所述菱镁矿尾矿粒度小于0.074mm。
3.根据权利要求1所述的菱镁矿尾矿轻质陶粒，其特征在于，所述废陶瓷粒度小于0.1mm。
4.根据权利要求1所述的菱镁矿尾矿轻质陶粒，其特征在于，所述锰渣经粉末后，粒度小于0.045mm。
5.根据权利要求1所述的菱镁矿尾矿轻质陶粒，其特征在于，所述废塑料粒度小于0.1mm。
6.根据权利要求1所述的菱镁矿尾矿轻质陶粒，其特征在于，所述高硅铁尾矿粒度小于0.074mm，二氧化硅含量大于65%。
7.根据权利要求1所述的菱镁矿尾矿轻质陶粒，其特征在于，所述滑石尾矿粒度小于0.043mm。
8.根据权利要求1所述的菱镁矿尾矿轻质陶粒，其特征在于，所述赤泥粒度小于0.074mm。
9.一种菱镁矿尾矿轻质陶粒制备方法备方法，包括以下步骤：
（1）将内层各组分原料按质量百分数：菱镁矿尾矿45%~55%、废陶瓷5%~10%、锰渣10%~15%、废塑料5%~8%、高硅铁尾矿22%~25%，混合均匀，得到内层混合料；
（2）将外层各组分原料按质量百分数：滑石尾矿30%~40%、赤泥60%~70%混合均匀，得到外层混合料；
（3）将步骤（1）内层混合料加入到成球机内，加入混合料总质量40%~45%水成球，形成陶粒内层，直径为2~3mm；
（4）将步骤（2）外层混合料加入到成球机内，在加料过程中喷洒硅酸钠水溶液，获得生料球，直径为3~5mm；
（5）将步骤（4）生料球送入回转窑升温至300℃~350℃烘干20min~30min，继续升温至1000℃~1070℃，煅烧30min~50min；
（6）将步骤（5）焙烧后陶粒送入冷却窑进行冷却至室温，经筛选后得合格菱镁矿轻质陶粒成品。
10.根据权利要求9所述的菱镁矿尾矿轻质陶粒制备方法，其特征在于，所述所述步骤（4）硅酸钠水溶液浓度为0.8%，添加量为内层料球堆体积10%~20%。
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