CN109081682A - 一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料及其制备方法 - Google Patents

一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料及其制备方法，该材料由如下以质量份计的原料制成：钼尾矿50～80份，泾阳高岭土20～50份，促进剂0.5～3份，成孔剂0.1～1份。该方法包括：基础材料研磨混合、二次混合、成孔、成型、高温破壁固化、破碎包装等步骤，本发明可以高比例的采用钼尾矿材料做为无机海绵性蓄水材料的制备原料，制造成本低、蓄水能力强，环境效益高。选择钼尾矿和高岭土作为主要原料，生产过程中不存在二次污染。

Description

一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种蓄水材料及制备方法，具体地说是一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料及制备方法，属于无机材料材料制造技术领域。
背景技术
蓄水材料是指对水有存蓄作用的材料，按照材质可以分为无机和有机2大类。无机蓄水材料因饱和含水率高、耐久性好、使用环境范围广、造价低廉，易加工成不同粒径配比的阶梯性过滤材料而受到重视，是今后海绵城市建设的首选材料和基础材料。
现有的无机蓄水材料原料主要有粘土类、沙石类、建筑垃圾类、尾矿类。这些原材料中尾矿类材料不仅占用大量土地资源，同时会对环境和水源造成危害。如何最大限度的利用尾矿类材料，特别是在无机蓄水材料中高比例的采用尾矿类材料，是目前亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料及其制备方法，可以高比例的采用钼尾矿材料做为无机海绵性蓄水材料的制备原料，有效的解决尾矿堆积问题以及相关次生的危害。
基于以上目的，本发明采用以下技术方案：一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料，包括由如下以质量份计的原料制成：钼尾矿50～80份，高岭土20～50份，促进剂0.5～3份，成孔剂0.1～1份；其中，所述促进剂包括如下以质量份计的原料：阿拉伯树胶5～15份，工业纯碱10～35份，聚丙烯40～75份。
本发明还提供一种较优的实施方式，包括由如下以质量份计的原料制成：钼尾矿75份，高岭土25份，促进剂1.5份，成孔剂0.5份；其中，促进剂包括如下以质量份计的原料：阿拉伯树胶10份，工业纯碱30份，聚丙烯60份。
本发明还提供一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）基础材料研磨混合：上述各种成分原料除促进剂与成孔剂外按上述技术方案中的比例称量，装入球磨机内，加入固体成分质量的60～90%的水，研磨粉碎；
（2）二次混合：将上述步骤（1）的溶液倒入模具，按上述技术方案中的比例加入促进剂与成孔剂，利用变频搅拌机柔和搅拌3～10分钟；
（3）成孔：将二次混合的浆料连同模具放入加热设备内，40～125℃成孔；
（4）成型：成孔完毕后，提高温度至130～200℃，使材料迅速低温固化成型，至材料含水率2～10%左右时此阶段结束，待材料温度降至室温后，脱出模具。
（5）高温破壁固化：将步骤（4）中的块状物装入窑炉烧成，温度控制在850～1100℃，烧成时间3～5小时。
（6）破碎包装：将步骤（5）自然冷却后的制品根据不同使用环境破碎成不同级配的颗粒，包装待用。
以上制备方法中，所述步骤（1）中，基础材料研磨粉碎至120～200目。
本发明一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料及其制备方法，具有以下有益效果：可以高比例的采用钼尾矿材料做为无机海绵性蓄水材料的制备原料，制造成本低、蓄水能力强，环境效益高。选择钼尾矿和高岭土作为主要原料，生产过程中不存在二次污染。
具体实施方式
下面结合具体实施方式及对本发明作进一步的详细说明：以下的具体实施例用于说明本发明，实施例中涉及的操作均为本领域的常规操作，涉及到的原料均可在市面购得。
本发明采用渭南金堆成钼尾矿和泾阳的高岭土为主要原材料。
实施例1
一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料，包括由如下以质量份计的原料制成：
钼尾矿75份，泾阳高岭土25份，促进剂1.5份，成孔剂0.5份。
本实施例中，所述促进剂包括如下以质量份计的原料：
阿拉伯树胶10份，工业纯碱30份，聚丙烯60份。
本发明还提供一种如上所述的无机绿色海绵性蓄水材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）基础材料研磨混合：上述各种成分原料除促进剂与成孔剂外按比例称量，装入球磨机内，加入固体成分质量80%的水，研磨粉碎
（2）二次混合：将上述步骤（1）的溶液倒入模具，按比例加入促进剂与成孔剂，利用变频搅拌机柔和搅拌3分钟；
（3）成孔：将二次混合的浆料连同模具放入加热设备内，125℃成孔；
（4）成型：成孔完毕后，提高温度至200℃，使材料迅速低温固化成型，至材料含水率10%左右时此阶段结束，待材料温度降至室温后，脱出模具。
（5）高温破壁固化：将步骤（4）中的块状物装入窑炉烧成，温度控制在850℃，烧成时间3小时。
（6）破碎包装：将步骤（5）自然冷却后的制品根据不同使用环境破碎成不同级配的颗粒，包装待用。
作为一种优选方案，所述步骤（1）中，研磨粉碎至120目。
作为一种优选方案，所述步骤（2）中，将模具尺寸制作成直径为300mm，高为50mm的圆柱型。
作为一种优选方案，所述步骤（4）中，采用微波干燥手段。
实施例2
一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料，包括由如下以质量份计的原料制成：
钼尾矿70份，泾阳高岭土30份，促进剂3份，成孔剂0.6份。
本实施例中，所述促进剂包括如下以质量份计的原料：
阿拉伯树胶5份，工业纯碱20份，聚丙烯75份。
本发明还提供一种如上所述的无机海绵性蓄水材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）基础材料研磨混合：上述各种成分原料除促进剂与成孔剂外按比例称量，装入球磨机内，加入固体成分质量90%的水，研磨粉碎
（2）二次混合：将上述步骤（1）的溶液倒入模具，按比例加入促进剂与成孔剂，利用变频搅拌机柔和搅拌5分钟；
（3）成孔：将二次混合的浆料连同模具放入加热设备内，105℃成孔；
（4）成型：成孔完毕后，提高温度至180℃，使材料迅速低温固化成型，至材料含水率8%左右时此阶段结束，待材料温度降至室温后，脱出模具。
（5）高温破壁固化：将步骤（4）中的块状物装入窑炉烧成，温度控制在930℃，烧成时间4小时。
（6）破碎包装：将步骤（5）自然冷却后的制品根据不同使用环境破碎成不同级配的颗粒，包装待用。
作为一种优选方案，所述步骤（1）中，研磨粉碎至150目。
作为一种优选方案，所述步骤（2）中，将模具尺寸制作成直径为200mm，高为70mm的圆柱型。
作为一种优选方案，所述步骤（4）中，采用微波干燥手段。
实施例3
一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料，包括由如下以质量份计的原料制成：
钼尾矿50份，泾阳高岭土50份，促进剂2份，成孔剂0.5份。
本实施例中，所述促进剂包括如下以质量份计的原料：
阿拉伯树胶15份，工业纯碱20份，聚丙烯65份。
本发明还提供一种如上所述的无机海绵性蓄水材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）基础材料研磨混合：上述各种成分原料除促进剂与成孔剂外按比例称量，装入球磨机内，加入固体成分质量85%的水，研磨粉碎
（2）二次混合：将上述步骤（1）的溶液倒入模具，按比例加入促进剂与成孔剂，利用变频搅拌机柔和搅拌9分钟；
（3）成孔：将二次混合的浆料连同模具放入加热设备内，85℃成孔；
（4）成型：成孔完毕后，提高温度至150℃，使材料迅速低温固化成型，至材料含水率5%左右时此阶段结束，待材料温度降至室温后，脱出模具。
（5）高温破壁固化：将步骤（4）中的块状物装入窑炉烧成，温度控制在1050℃，烧成时间5小时。
（6）破碎包装：将步骤（5）自然冷却后的制品根据不同使用环境破碎成不同级配的颗粒，包装待用。
作为一种优选方案，所述步骤（1）中，研磨粉碎至200目。
作为一种优选方案，所述步骤（2）中，将模具尺寸制作成直径为250mm，高为80mm的圆柱型。
作为一种优选方案，所述步骤（4）中，采用微波干燥手段。
实施例4
一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料，包括由如下以质量份计的原料制成：
钼尾矿80份，泾阳高岭土20份，促进剂1.5份，成孔剂0.5份。
本实施例中，所述促进剂包括如下以质量份计的原料：
阿拉伯树胶10份，工业纯碱30份，聚丙烯60份。
本发明还提供一种如上所述的无机海绵性蓄水材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）基础材料研磨混合：上述各种成分原料除促进剂与成孔剂外按比例称量，装入球磨机内，加入固体成分质量65%的水，研磨粉碎
（2）二次混合：将上述步骤（1）的溶液倒入模具，按比例加入促进剂与成孔剂，利用变频搅拌机柔和搅拌5分钟；
（3）成孔：将二次混合的浆料连同模具放入加热设备内，115℃成孔；
（4）成型：成孔完毕后，提高温度至130℃，使材料迅速低温固化成型，至材料含水率2%左右时此阶段结束，待材料温度降至室温后，脱出模具。
（5）高温破壁固化：将步骤（4）中的块状物装入窑炉烧成，温度控制在950℃，烧成时间4.5小时。
（6）破碎包装：将步骤（5）自然冷却后的制品根据不同使用环境破碎成不同级配的颗粒，包装待用。
作为一种优选方案，所述步骤（1）中，研磨粉碎至200目。
作为一种优选方案，所述步骤（2）中，将模具尺寸制作成直径为200mm，高为50mm的圆柱型。
作为一种优选方案，所述步骤（4）中，采用微波干燥手段。
实施例5
一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料，包括由如下以质量份计的原料制成：
钼尾矿65份，泾阳高岭土35份，促进剂2.5份，成孔剂0.7份。
本实施例中，所述促进剂包括如下以质量份计的原料：
阿拉伯树胶15份，工业纯碱10份，聚丙烯75份。
本发明还提供一种如上所述的无机海绵性蓄水材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）基础材料研磨混合：上述各种成分原料除促进剂与成孔剂外按比例称量，装入球磨机内，加入固体成分质量75%的水，研磨粉碎
（2）二次混合：将上述步骤（1）的溶液倒入模具，按比例加入促进剂与成孔剂，利用变频搅拌机柔和搅拌7分钟；
（3）成孔：将二次混合的浆料连同模具放入加热设备内，125℃成孔；
（4）成型：成孔完毕后，提高温度至200℃，使材料迅速低温固化成型，至材料含水率10%左右时此阶段结束，待材料温度降至室温后，脱出模具。
（5）高温破壁固化：将步骤（4）中的块状物装入窑炉烧成，温度控制在1000℃，烧成时间5小时。
（6）破碎包装：将步骤（5）自然冷却后的制品根据不同使用环境破碎成不同级配的颗粒，包装待用。
作为一种优选方案，所述步骤（1）中，研磨粉碎至160目。
作为一种优选方案，所述步骤（2）中，将模具尺寸制作成直径为200mm，高为50mm的圆柱型。
作为一种优选方案，所述步骤（4）中，采用微波干燥手段。
按照以上实施方式制得的高掺量钼尾矿无机绿色海绵性蓄水材料，经验证，体积饱和吸水率45～60 % ，体积密度900～1200 kg/m3，堆 积 密 度≤900 kg/m3 ，抗 压 强度≥1.0 MPa。

Claims (4)

1.一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料，其特征在于，包括由如下以质量份计的原料制成：钼尾矿50～80份，高岭土20～50份，促进剂0.5～3份，成孔剂0.1～1份；其中，所述促进剂包括如下以质量份计的原料：阿拉伯树胶5～15份，工业纯碱10～35份，聚丙烯40～75份。
2.一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料，其特征在于，包括由如下以质量份计的原料制成：钼尾矿75份，高岭土25份，促进剂1.5份，成孔剂0.5份；其中，促进剂包括如下以质量份计的原料：阿拉伯树胶10份，工业纯碱30份，聚丙烯60份。
3.一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）基础材料研磨混合：上述各种成分原料除促进剂与成孔剂外按权利要求1或2任意一项权利要求的比例称量，装入球磨机内，加入固体成分质量的60～90%的水，研磨粉碎；
（2）二次混合：将上述步骤（1）的溶液倒入模具，按权利要求1或2任意一项权利要求的比例加入促进剂与成孔剂，利用变频搅拌机柔和搅拌3～10分钟；
（3）成孔：将二次混合的浆料连同模具放入加热设备内，40～125℃成孔；
（4）成型：成孔完毕后，提高温度至130～200℃，使材料迅速低温固化成型，至材料含水率2～10%左右时此阶段结束，待材料温度降至室温后，脱出模具；
（5）高温破壁固化：将步骤（4）中的块状物装入窑炉烧成，温度控制在850～1100℃，烧成时间3～5小时；
（6）破碎包装：将步骤（5）自然冷却后的制品根据不同使用环境破碎成不同级配的颗粒，包装待用。
4.根据权利要求3所述的一种高掺量钼尾矿无机海绵性蓄水材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，基础材料研磨粉碎至120～200目。
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