CN111620567B - 一种钼尾矿制备轻质微晶发泡保温材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钼尾矿制备轻质微晶发泡保温材料及其制造方法，涉及建筑材料领域。所述材料的原料由钼尾矿、废弃页岩、氧化镁、氧化钠、发泡剂组成。其制备方法包括以下步骤：(1)将原料分别研磨、混合，均化后得配料；(2)将步骤(1)所得配料进行造粒，得粒料；(3)将步骤(2)所得粒料布入模具中，烧结成型，冷却降温后经加工切割得产品。本发明实现了钼尾矿和废弃页岩的高利用率，同时原料种类少，所得产品强度和保温性能更好，降低产品的烧成温度，减少能耗。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体涉及一种钼尾矿制备轻质微晶发泡保温材料及其制造方法。
背景技术
目前，国内外常用的建筑外保温材料主要是聚苯乙烯泡沫塑料板、聚氨酯泡沫塑料、酚醛泡沫塑料等一类C、H高分子材料。这些有机泡沫材料虽然保温效果较佳，但是易老化，不能与建筑物同寿命。同时，这些材料易被引燃，无论在施工还是使用中，都存在严重的安全隐患。另一方面，我国的尾矿资源综合利用仍然较为落后。近年来，利用尾矿制备高性能混凝土的研究和应用较为广泛，掺尾矿保温材料不但可以解决尾矿大量堆存带来的诸多问题，而且可以变废为宝，是目前较为理想的新型建筑保温材料。
近来随着我国钼产量的增加，钼的深加工能力也具有一定的规模，钼矿经精选后所产生的尾矿粉的大量排出，给社会发展和环境保护带来了巨大的压力。钼尾矿中的化学成分主要包括：二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁和氧化钾等，这些氧化物的总量占整个钼尾矿氧化物成分的95wt％以上，以上成分大多数为制备建筑装饰微晶玻璃的时可以利用的氧化物。因此，将钼的尾矿粉应用于建筑材料的制备中，具有非常好的阻燃性能，应用前景十分广阔。
许多研究证实，随着钼尾矿的含量增加，材料的强度性能会明显下降，例如，在掺钼尾矿发泡水泥保温材料的制备中，随着钼尾矿掺量的增加，发泡水泥的抗压强度逐渐降低，干密度逐渐增大。当掺入少量钼尾矿时，发泡水泥保温材料的强度略有下降，但仍相对较高，能够满足材料施工的性能要求，当钼尾矿掺量达到20％时，胶凝材料体系中C2S、C3S含量明显偏低，抗压强度迅速下降，仅有0.36MPa，干密度达到了261kg/m3，当钼尾矿掺量达到40％时，发泡水泥的抗压强度仅有0.25MPa，干密度达到了301kg/m3，综合考虑，钼尾矿的最佳掺量10％(狄燕清，崔孝炜等，掺钼尾矿发泡水泥保温材料的制备)。
中国专利申请201710259874.2公开了一种以钼尾矿为主体原料的轻质保温陶瓷装饰线条及其生产方法，由具有轻质保温作用的发泡陶瓷作为基础材料、发泡陶瓷防变形骨料和装饰釉料组成；基础材料原料质量百分组成范围为：钼尾矿55％～75％，页岩10％～20％，烧煤矸石4％～20％，混合泥0.5～15％，减水剂0.1％～0.8％，发泡剂0.10％～0.80％；骨料为莫来石或堇青石，发泡陶瓷基础材料与骨料之间的比例为55％～75％：45％～25％；轻质保温陶瓷装饰线条，采用挤出成型方法生产，产品具有防火、防水、保温、耐老化、体积密度低，导热系数低，装饰效果佳等优点。但是可以看出，考虑钼尾矿对强度性能的影响因素，造成尾矿利用比例偏低，最多为75％。
综上看出，尾矿整体利用率低，其他辅料添加量较多，不能充分利用尾矿资源，产品具有孔隙大不均匀、保温性能低、强度差、稳定性不好等问题，有鉴于此，本发明提供一种钼尾矿制备轻质微晶发泡保温材料及其制造方法，解决钼尾矿和废弃页岩的利用问题，同时优化原料组成，所得产品性能优良。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钼尾矿制备轻质微晶发泡保温材料及其制造方法，该材料可以实现废弃物的高利用率，材料性能好，制备方法简单，能耗低。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种钼尾矿制备轻质微晶发泡保温材料，所述材料的原料由钼尾矿、废弃页岩、氧化镁、氧化钠、发泡剂组成。
优选地，所述材料的原料按重量份计，由以下组分组成：钼尾矿88-98份、废弃页岩0.7-10份、氧化镁0.15-0.4份、氧化钠0.15-0.4份、发泡剂1-2份。
优选地，所述钼尾矿、废弃页岩、氧化镁、氧化钠的质量比为92-94:4-6:0.25-0.35:0.25-0.35，进一步优选为93:5:0.3:0.3。
优选地，上述发泡剂为碳化硅。
最优选的，上述材料按重量份计，由以下组分组成：钼尾矿93份、废弃页岩5份、氧化镁0.3份、氧化钠0.3份、发泡剂1.4份。
另外，本发明还提供上述钼尾矿制备轻质微晶发泡保温材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将原料分别研磨、混合，均化后得配料；
(2)将步骤(1)所得配料进行造粒，得粒料；
(3)将步骤(2)所得粒料布入模具中，烧结成型，冷却降温后经加工切割得产品。
其中，
优选地，步骤(1)中所述原料研磨后，钼尾矿的粒度为250-350目筛余≦5％，优选为300目。
优选地，步骤(1)中所述原料研磨后，废弃页岩的粒度为250-350目筛余≦5％，优选为300目。
优选地，步骤(1)中所述原料研磨后，氧化镁的粒度为250-350目筛余≦5％，优选为300目。
优选地，步骤(1)中所述原料研磨后，氧化钠的粒度为350-450目筛余≦5％，优选为400目。
优选地，步骤(1)中所述发泡剂研磨后，发泡剂的粒度为250-350目筛余≦5％，优选为300目。
优选地，步骤(1)中所述发泡剂为碳化硅。
优选地，步骤(1)中所述研磨是使用干式球磨机研磨。
优选地，步骤(1)中所述均化是指输送至料仓均化。
优选地，步骤(2)中所述增湿造粒干燥系统的装置包括：气力输送系统、造粒塔、分风系统、多嘴水雾化系统；造粒的具体过程为：将配料的水分控制在2-5％内，采用分风系统和气力输送系统将其输送至造粒塔内；再利用多嘴水雾化系统将配料雾化增湿至8-15％进行造粒，最后经180-250℃温度下干燥，得粒料。
优选地，步骤(3)中所述粒料采用自动布料机布入箱盒型模具中，经双层辊道窑烧结成型。
本发明具有以下有益效果：
(1)实现了钼尾矿和废弃页岩的高利用率，满足发展需求；
(2)原料种类少，稳定性好；
(3)相对于现有技术，所得产品强度和保温性能更好；
(4)降低产品的烧成温度，减少能耗。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下述实施例中，若无特殊说明，所用的操作方法均为常规操作方法，所用设备均为常规设备。
实施例1-5
实施例1-5原料的组成如表1所示。
表1.
| 重量份 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 钼尾矿 | 88 | 98 | 94 | 92 | 93 |
| 废弃页岩 | 10 | 0.7 | 6 | 4 | 5 |
| 氧化镁 | 0.15 | 0.4 | 0.35 | 0.25 | 0.3 |
| 氧化钠 | 0.4 | 0.15 | 0.25 | 0.35 | 0.3 |
| 碳化硅 | 2 | 1 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
对比例1-5
对比例1-5的原料组成如表2所示。
表2.
对比例6
按照专利201710259874.2实施例2准备原料成分。
对比例7
与实施例5不同的是，将废弃页岩替换为相同用量的铁尾矿，其余皆相同。
制备例
实施例1-5和对比例1-7的制备方法均按照以下方法进行：
(1)取配方原料钼尾矿、废弃页岩、氧化镁、碳化硅在球磨机中研磨至300目，氧化钠在球磨机中研磨至400目，混合，输送至料仓均化后得配料；
(2)将配料的水分控制在5％内，采用分风系统和气力输送系统将其输送至造粒塔内；再利用多嘴水雾化系统将配料雾化增湿至10％进行造粒，最后经200℃温度下干燥，得粒料。
(3)将粒料采用自动布料机布入箱盒型模具中，经双层辊道窑烧结成型，烧成温度为1150℃。
(4)将烧成的产品送入自动切割线进行加工，得到所需产品。
结果检测
参照JG/T506-2016《尾矿微晶发泡板材及砌块》进行效果试验。其中，体积密度、抗压强度、抗折强度、吸水率的试验方法按照GB/T 5486《无机硬质绝热制品试验方法》的规定进行；导热系数的试验方法按照GB/T 10295《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》的规定进行。
实施例1-5和对比例1-7的检测结果如表3所示。
表3.
从表3可以看出，本申请的实施例1-5的强度性能获得了明显提高，导热性和吸水性下降。其中，实施例5效果最佳，抗压强度8.50MPa、抗折强度5.35MPa、导热系数0.034W/MK、吸水率0.10％。
当缺少废弃页岩、氧化镁或氧化钠中的任一成分时，性能指标均呈现下降。
本发明提高了废弃页岩和钼尾矿的利用率，同时与现有技术相比，提升了所的产品的强度性能，降低吸水性能、导热性能，具有良好的市场前景。
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 (9)
1.一种利用钼尾矿制备轻质微晶发泡保温材料，其特征在于，按重量份计，所述材料的原料由以下组分组成：钼尾矿88-98份、废弃页岩0.7-10份、氧化镁0.15-0.4份、氧化钠0.15-0.4份和发泡剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述钼尾矿、废弃页岩、氧化镁、氧化钠的质量比为92-94:4-6:0.25-0.35:0.25-0.35。
3.根据权利要求2所述的材料，其特征在于，所述钼尾矿、废弃页岩、氧化镁、氧化钠的质量比为93:5:0.3:0.3。
4.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，所述发泡剂为碳化硅。
5.权利要求1所述材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将原料分别研磨、混合，均化后得配料；
（2）将步骤（1）所得配料进行造粒，得粒料；
（3）将步骤（2）所得粒料布入模具中，烧结成型，冷却降温后经加工切割得产品。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的原料研磨后，使得钼尾矿的粒度为250-350目筛余≦5%。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的原料研磨后，使得废弃页岩的粒度为250-350目筛余≦5%。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的原料研磨后，使得氧化镁的粒度为250-350目筛余≦5%。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的原料研磨后，使得氧化钠的粒度为350-450目筛余≦5%。
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Denomination of invention: Preparation of lightweight microcrystalline foam insulation material from molybdenum tailings and its manufacturing method Effective date of registration: 20230531 Granted publication date: 20210223 Pledgee: Chengde Bank Co.,Ltd. Fengning Branch Pledgor: Hebei hengzhen building materials Co.,Ltd. Registration number: Y2023980042538 |
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