CN109437926A - 一种发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

一种发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法及应用，涉及一种制备发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的方法及应用。目的是解决花岗岩石粉浆料无法利用和陶瓷原料含铁量高的问题。制备方法：花岗岩骨料加工废料经隔渣筛筛选、弱磁选和电磁高梯度精选，得到浆体和含铁废料，分级得到的粗粒浆体浓缩并真空脱水得到高白陶瓷原料，分级得到的细粒浆体和含铁废料浓缩并真空脱水得到发泡陶瓷原料。利用发泡陶瓷原料烧结制备发泡陶瓷。本发明利用花岗岩骨料湿法生产产生的石粉浆料，制得的发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料中铁的质量分数为0.05％～0.12％，高白陶瓷原料白度大于60度。本发明适用于制备发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料，以及制备发泡陶瓷。

Description

一种发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及矿物加工技术领域，尤其涉及一种利用花岗岩骨料湿法加工废料为原料，制备发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的方法及应用。
背景技术
目前河砂因资源有限和开采河砂对河道安全影响大被机制砂逐步取代是必然趋势。花岗岩来源广、强度高，生产的骨料性能优异，是机制砂未来的发展趋势之一。
花岗岩湿法生产骨料工艺是将粒度500～1000mm的矿石通过3～4次破碎，将矿石粒度逐渐变小，直至小于31.5mm；然后再将破碎后的矿石采用湿法筛分的方法筛分成5～31.5mm、0.075～5mm和0～0.075mm三个粒级，既石子、砂子、石粉浆料三种，石粉浆料中花岗岩石粉的质量分数为10～30％。石子、砂子用于建筑领域，而石粉浆体未得到有效和充分的利用，现有的主要处理方式是压滤后以废渣的形式堆存起来，造成资源浪费和环境污染。
发泡陶瓷原料和高白陶瓷是陶瓷工业中常见的两种陶瓷，其中高白陶瓷的白度一般大于60度；发泡陶瓷原料和高白陶瓷所用的原料传统加工方法是将原料磨成矿浆，然后通过磁棒手工除铁；磁棒场强低(平均场强小于5000Gs)，导致除铁效果差，进而导致低陶瓷原料中的铁含量高(铁的质量分数大于0.5％)，进而导致陶瓷原料的白度低。而低白度的陶瓷原料是制约陶瓷产品品质的重要原因。另外，手工间断的生产工艺规模小，效率低，难以进行大规模生产。发泡陶瓷所需原料资源需要开采资源，造成生态破坏和环境污染，不利于行业的可持续发展。
发明内容
本发明为了解决现有花岗岩湿法生产骨料产生的花岗岩石粉浆料无法利用，以及发泡陶瓷原料和高白陶瓷含铁量高的问题，提出一种发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法及应用。
本发明发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、隔渣筛筛选工序：
将花岗岩骨料湿法加工废料通过隔渣筛，得到浆体a；
步骤二、弱磁选工序：
利用永磁磁选机对浆体a进行磁选至铁的质量分数为0.2～2％，得到浆体b和含铁废料；
步骤三、电磁高梯度精选工序：
使用电磁高梯度磁选机对浆体b进行精选至铁的质量分数为0.12～0.2％，得到浆体c和含铁废料；
步骤四、分级工序：
利用水力旋流器对浆体c进行分级，得到固体颗粒的质量分数为20～35％的粗粒浆体c1和固体颗粒的质量分数为5～25％的细粒浆体c2；
步骤五、浓缩脱水工序：
利用浓密机将粗粒浆体c1进行浓缩至固体颗粒的质量分数45～60％，然后进行真空脱水，得到白度大于60度的高白陶瓷原料；
将细粒浆体c2、以及步骤二和步骤三得到的含铁废料混合得到混合料，利用浓密机将混合料浓缩至固体颗粒的质量分数40～50％，然后进行真空脱水，得到发泡陶瓷原料。
进一步地，步骤一所述隔渣筛的筛孔直径为0.4～0.6mm。
进一步地，步骤二所述永磁磁选机为永磁筒式磁选机。
进一步地，步骤二所述利用永磁磁选机对浆体a进行磁选时永磁磁选机的磁场强度大于3000Gs。
进一步地，步骤三所述使用电磁高梯度磁选机对浆体b进行精选两次，第二次精选后铁的质量分数为0.12～0.2％，第一次对浆体b进行精选时电磁高梯度磁选机的磁场强度大于13000Gs，第二次对浆体b进行精选时电磁高梯度磁选机的磁场强度大于14000Gs。
进一步地，步骤四所述粗粒浆体c1中固体颗粒的粒径为0.03～0.15mm；细粒浆体c2中固体颗粒的粒径为小于0.03mm。
上述发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法得到的发泡陶瓷原料在制备发泡陶瓷中的应用。
进一步地，所述利用发泡陶瓷原料制备发泡陶瓷的方法按照以下步骤进行；
步骤一、成型工序：发泡陶瓷原料进行压制成型，得到发泡陶瓷坯料；步骤一中发泡陶瓷原料含有的Fe2O3在1100～1200℃具有自发泡性能，满足发泡陶瓷的制备；
步骤二、干燥脱水工序：将发泡陶瓷坯料进行干燥脱水；
步骤三、烧成工序：将干燥脱水后的发泡陶瓷坯料进行烧成，得到发泡陶瓷；所述烧成温度为1100～1200℃，烧成时间为0.5～1h。
进一步地，步骤一所述发泡陶瓷原料成型压力大于20MPa。
进一步地，步骤二所述干燥脱水温度100～110℃，时间大于2h。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明将花岗岩骨料湿法生产过程中产生的石粉浆料充分利用，实现废料零排放，有利于保护环境；本发明利用石粉浆料废弃物制备得到了发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料，进而制备得到发泡陶瓷和高白陶瓷等各种陶瓷制品，使废弃物变废为宝，扩大了陶瓷原料的来源，节约矿产资源，降低产品的生产成本。
2、本发明制得的发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料含铁低，铁的质量分数仅为0.05％～0.12％，有利于提高陶瓷质量；由于发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料含铁低，有利于提高陶瓷制品的白度，本发明制得的制得的高白陶瓷原料白度大于60度，因此利用高白陶瓷原料制得的陶瓷制品的白度也得到了提高。
具体实施方式：
具体实施方式一：
本实施方式发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、隔渣筛筛选工序：
将花岗岩骨料湿法加工废料通过隔渣筛，得到浆体a；步骤一得到的浆体a为花岗岩石粉和水的混合物，浆体a中花岗岩石粉的质量分数为30％；步骤一所述隔渣筛的筛孔直径为0.5mm；
步骤二、弱磁选工序：
利用永磁磁选机对浆体a进行磁选至铁的质量分数为1.5％，得到浆体b和含铁废料；步骤二所述永磁磁选机为永磁筒式磁选机；步骤二所述利用永磁磁选机对浆体a进行磁选时永磁磁选机的磁场强度为3500Gs；
步骤三、电磁高梯度精选工序：
使用电磁高梯度磁选机对浆体b进行精选至铁的质量分数为0.14％，得到浆体c和含铁废料；步骤三所述使用电磁高梯度磁选机对浆体b进行精选两次，第二次精选后铁的质量分数为0.14％，第一次对浆体b进行精选时电磁高梯度磁选机的磁场强度为13000Gs，第二次对浆体b进行精选时电磁高梯度磁选机的磁场强度为15000Gs；
步骤四、分级工序：
利用水力旋流器对浆体c进行分级，得到固体颗粒的质量分数为25％的粗粒浆体c1和固体颗粒的质量分数为20％的细粒浆体c2；步骤四所述粗粒浆体c1中固体颗粒的粒径为0.03～0.15mm；细粒浆体c2中固体颗粒的粒径为小于0.03mm；
步骤五、浓缩脱水工序：
利用浓密机将粗粒浆体c1进行浓缩至固体颗粒的质量分数50％，然后进行真空脱水，得到白度为62度的高白陶瓷原料；
将细粒浆体c2、以及步骤二和步骤三得到的含铁废料混合得到混合料，利用浓密机将混合料浓缩至固体颗粒的质量分数45％，然后进行真空脱水，得到发泡陶瓷原料。
利用发泡陶瓷原料制备发泡陶瓷的方法按照以下步骤进行；
步骤一、成型工序：发泡陶瓷原料进行压制成型，得到发泡陶瓷坯料；步骤一所述发泡陶瓷原料成型压力为30MPa；
步骤二、干燥脱水工序：将发泡陶瓷坯料进行干燥脱水；步骤二所述干燥脱水温度100℃，时间为2h；
步骤三、烧成工序：将干燥脱水后的发泡陶瓷坯料进行烧成，得到发泡陶瓷；所述烧成温度为1100～1200℃，烧成时间为1h。
1、本实施方式将花岗岩骨料湿法生产过程中产生的石粉浆料充分利用，实现废料零排放，有利于保护环境；本实施方式利用石粉浆料废弃物制备得到了发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料，进而制备得到发泡陶瓷和高白陶瓷等各种陶瓷制品，使废弃物变废为宝，扩大了陶瓷原料的来源，节约矿产资源，降低产品的生产成本。2、本实施方式制得的发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料含铁低，铁的质量分数仅为0.12％，有利于提高陶瓷质量；由于发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料含铁低，有利于提高陶瓷制品的白度，本实施方式制得的制得的高白陶瓷原料白度为62度，因此利用高白陶瓷原料制得的陶瓷制品的白度也得到了提高。
具体实施方式二：
本实施方式发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、隔渣筛筛选工序：
将花岗岩骨料湿法加工废料通过隔渣筛，得到浆体a；步骤一得到的浆体a为花岗岩石粉和水的混合物，浆体a中花岗岩石粉的质量分数为25％；步骤一所述隔渣筛的筛孔直径为0.4mm；
步骤二、弱磁选工序：
利用永磁磁选机对浆体a进行磁选至铁的质量分数为1.3％，得到浆体b和含铁废料；步骤二所述永磁磁选机为永磁筒式磁选机；步骤二所述利用永磁磁选机对浆体a进行磁选时永磁磁选机的磁场强度为4000Gs；
步骤三、电磁高梯度精选工序：
使用电磁高梯度磁选机对浆体b进行精选至铁的质量分数为0.13％，得到浆体c和含铁废料；步骤三所述使用电磁高梯度磁选机对浆体b进行精选两次，第二次精选后铁的质量分数为0.13％，第一次对浆体b进行精选时电磁高梯度磁选机的磁场强度为14000Gs，第二次对浆体b进行精选时电磁高梯度磁选机的磁场强度为15000Gs；
步骤四、分级工序：
利用水力旋流器对浆体c进行分级，得到固体颗粒的质量分数为25％的粗粒浆体c1和固体颗粒的质量分数为20％的细粒浆体c2；步骤四所述粗粒浆体c1中固体颗粒的粒径为0.03～0.15mm；细粒浆体c2中固体颗粒的粒径为小于0.03mm；
步骤五、浓缩脱水工序：
利用浓密机将粗粒浆体c1进行浓缩至固体颗粒的质量分数50％，然后进行真空脱水，得到高白陶瓷原料；
将细粒浆体c2、以及步骤二和步骤三得到的含铁废料混合得到混合料，利用浓密机将混合料浓缩至固体颗粒的质量分数45％，然后进行真空脱水，得到发泡陶瓷原料。
利用发泡陶瓷原料制备发泡陶瓷的方法按照以下步骤进行；
步骤一、成型工序：发泡陶瓷原料进行压制成型，得到发泡陶瓷坯料；步骤一所述发泡陶瓷原料成型压力为30MPa；
步骤二、干燥脱水工序：将发泡陶瓷坯料进行干燥脱水；步骤二所述干燥脱水温度110℃，时间为2.5h；
步骤三、烧成工序：将干燥脱水后的发泡陶瓷坯料进行烧成，得到发泡陶瓷；所述烧成温度为1100～1200℃，烧成时间为0.5h。
1、本实施方式将花岗岩骨料湿法生产过程中产生的石粉浆料充分利用，实现废料零排放，有利于保护环境；本实施方式利用石粉浆料废弃物制备得到了发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料，进而制备得到发泡陶瓷和高白陶瓷等各种陶瓷制品，使废弃物变废为宝，扩大了陶瓷原料的来源，节约矿产资源，降低产品的生产成本。2、本实施方式制得的发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料含铁低，铁的质量分数仅为0.1％，有利于提高陶瓷质量；由于发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料含铁低，有利于提高陶瓷制品的白度，本实施方式制得的制得的高白陶瓷原料白度为65度，因此利用高白陶瓷原料制得的陶瓷制品的白度也得到了提高。
具体实施方式三：
本实施方式发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法包括以下步骤：
步骤一、隔渣筛筛选工序：
将花岗岩骨料湿法加工废料通过隔渣筛，得到浆体a；步骤一得到的浆体a为花岗岩石粉和水的混合物，浆体a中花岗岩石粉的质量分数为20％；步骤一所述隔渣筛的筛孔直径为0.6mm；
步骤二、弱磁选工序：
利用永磁磁选机对浆体a进行磁选至铁的质量分数为1.3％，得到浆体b和含铁废料；步骤二所述永磁磁选机为永磁筒式磁选机；步骤二所述利用永磁磁选机对浆体a进行磁选时永磁磁选机的磁场强度为4500Gs；
步骤三、电磁高梯度精选工序：
使用电磁高梯度磁选机对浆体b进行精选至铁的质量分数为0.13％，得到浆体c和含铁废料；步骤三所述使用电磁高梯度磁选机对浆体b进行精选两次，第二次精选后铁的质量分数为0.13％，第一次对浆体b进行精选时电磁高梯度磁选机的磁场强度为13000Gs，第二次对浆体b进行精选时电磁高梯度磁选机的磁场强度为14000Gs；
步骤四、分级工序：
利用水力旋流器对浆体c进行分级，得到固体颗粒的质量分数为25％的粗粒浆体c1和固体颗粒的质量分数为20％的细粒浆体c2；步骤四所述粗粒浆体c1中固体颗粒的粒径为0.03～0.15mm；细粒浆体c2中固体颗粒的粒径为小于0.03mm；
步骤五、浓缩脱水工序：
利用浓密机将粗粒浆体c1进行浓缩至固体颗粒的质量分数55％，然后进行真空脱水，得到高白陶瓷原料；
将细粒浆体c2、以及步骤二和步骤三得到的含铁废料混合得到混合料，利用浓密机将混合料浓缩至固体颗粒的质量分数45％，然后进行真空脱水，得到发泡陶瓷原料。
利用发泡陶瓷原料制备发泡陶瓷的方法按照以下步骤进行；
步骤一、成型工序：发泡陶瓷原料进行压制成型，得到发泡陶瓷坯料；步骤一所述发泡陶瓷原料成型压力为20MPa；
步骤二、干燥脱水工序：将发泡陶瓷坯料进行干燥脱水；步骤二所述干燥脱水温度105℃，时间为3h；
步骤三、烧成工序：将干燥脱水后的发泡陶瓷坯料进行烧成，得到发泡陶瓷；所述烧成温度为1100～1200℃，烧成时间为1h。
1、本实施方式将花岗岩骨料湿法生产过程中产生的石粉浆料充分利用，实现废料零排放，有利于保护环境；本实施方式利用石粉浆料废弃物制备得到了发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料，进而制备得到发泡陶瓷和高白陶瓷等各种陶瓷制品，使废弃物变废为宝，扩大了陶瓷原料的来源，节约矿产资源，降低产品的生产成本。2、本实施方式制得的发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料含铁低，铁的质量分数仅为0.09％，有利于提高陶瓷质量；由于发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料含铁低，有利于提高陶瓷制品的白度，本实施方式制得的制得的高白陶瓷原料白度为70度，因此利用高白陶瓷原料制得的陶瓷制品的白度也得到了提高。

Claims (10)

1.一种发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：
步骤一、隔渣筛筛选工序：
将花岗岩骨料湿法加工废料通过隔渣筛，得到浆体a；
步骤二、弱磁选工序：
利用永磁磁选机对浆体a进行磁选至铁的质量分数为0.2～2％，得到浆体b和含铁废料；
步骤三、电磁高梯度精选工序：
使用电磁高梯度磁选机对浆体b进行精选至铁的质量分数为0.12～0.2％，得到浆体c和含铁废料；
步骤四、分级工序：
利用水力旋流器对浆体c进行分级，得到固体颗粒的质量分数为20～35％的粗粒浆体c1和固体颗粒的质量分数为5～25％的细粒浆体c2；
步骤五、浓缩脱水工序：
利用浓密机将粗粒浆体c1进行浓缩至固体颗粒的质量分数45～60％，然后进行真空脱水，得到白度大于60度的高白陶瓷原料；
将细粒浆体c2、以及步骤二和步骤三得到的含铁废料混合得到混合料，利用浓密机将混合料浓缩至固体颗粒的质量分数40～50％，然后进行真空脱水，得到发泡陶瓷原料。
2.根据权利要求1所述的发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法，其特征在于步骤一所述隔渣筛的筛孔直径为0.4～0.6mm。
3.根据权利要求1所述的发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法，其特征在于步骤二所述永磁磁选机为永磁筒式磁选机。
4.根据权利要求1所述的发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法，其特征在于步骤二所述利用永磁磁选机对浆体a进行磁选时永磁磁选机的磁场强度大于3000Gs。
5.根据权利要求1所述的发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法，其特征在于步骤三所述使用电磁高梯度磁选机对浆体b进行精选两次，第二次精选后铁的质量分数为0.12～0.2％，第一次对浆体b进行精选时电磁高梯度磁选机的磁场强度大于13000Gs，第二次对浆体b进行精选时电磁高梯度磁选机的磁场强度大于14000Gs。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤四所述粗粒浆体c1中固体颗粒的粒径为0.03～0.15mm；细粒浆体c2中固体颗粒的粒径为小于0.03mm。
7.利用权利要求1所述发泡陶瓷原料和高白陶瓷原料的制备方法得到的发泡陶瓷原料在制备发泡陶瓷中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于所述利用发泡陶瓷原料制备发泡陶瓷的方法按照以下步骤进行；
步骤一、成型工序：发泡陶瓷原料进行压制成型，得到发泡陶瓷坯料；
步骤二、干燥脱水工序：将发泡陶瓷坯料进行干燥脱水；
步骤三、烧成工序：将干燥脱水后的发泡陶瓷坯料进行烧成，得到发泡陶瓷；所述烧成温度为1100～1200℃，烧成时间为0.5～1h。
9.根据权利要求8所述的利用发泡陶瓷原料制备发泡陶瓷的方法，其特征在于步骤一所述发泡陶瓷原料成型压力大于20MPa。
10.根据权利要求8所述的利用发泡陶瓷原料制备发泡陶瓷的方法，其特征在于步骤二所述干燥脱水温度100～110℃，时间大于2h。
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