CN113213890A - 一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖及其制备方法，属于固体废弃物再利用和建筑陶瓷砖技术领域。本发明以细粒铁尾矿粉为基料，加入塑化剂、助烧剂、着色剂和消泡剂作为辅料，再加入粘合剂均匀混合、造粒，得到建筑陶瓷砖的造粒料，然后采用一定的成型工艺获得建筑陶瓷砖的坯体，将建筑陶瓷砖的坯体进行烧结，获得建筑陶瓷砖成品。本发明方法制得的建筑陶瓷包括50‑90％的细粒铁尾矿粉、1‑15％的塑化剂、5‑35％的助烧剂、0.1‑5％的着色剂和0.1‑5％的消泡剂，合计100％；本发明制备工艺可以大量消耗超细铁尾矿，对尾矿的利用率高，经济效益和实用程度都远大于常见的尾矿制建筑用砖等工艺，达到尾矿高效利用的目的。

Description

一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖及其制备方法
技术领域
本发明属于固体废弃物再利用和建筑陶瓷砖技术领域，具体涉及一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖及其制备方法。
背景技术
当今社会，随着铁矿和钢铁产业的不断发展和进步，矿物开采所带来的大量废弃物正威胁人类的生存环境。在许多地区矿山运行期间，产生的废水、废气和噪声虽不影响矿山环境，矿山也未发生沉降、滑塌和渗流等自然灾害，但连续阴雨天，采坑内积水、边坡不稳定，风季雨季尾矿库流砂、扬尘严重，形成大量尾矿。因此在铁矿生产中，除了生产出最终产品铁矿粉以外，还会产生出难以处理的尾矿。目前矿山尾矿库库容早已无法容纳超长年服务年限的尾砂排放，且尾矿库库容严重不足，影响矿山安全生产，其堆放和填埋是一个棘手的问题。
尾矿中可细分为现阶段可利用的，如毛石，大颗粒尾矿可以通过掩埋、填充或铺路等方法处理。对于粗颗粒尾矿粉可以作为基建材料加以利用，比如作为建筑用砂浆、制备建筑用免烧砖块、空心砖、透水砖等等。而对于细粒铁尾矿粉，如采用，如堆放、填埋方法，在雨水冲刷下会造成流失而形成潜在的溃坝危险。如采用砂浆或免烧砖之类的产品，会形成质量严重下降。由于建筑用砂需要一定的粒度，因此对于细粒铁尾矿粉，如果烧结成多空砖，其经济效益很难平衡其成本，因此目前尚无良方。细粒铁尾矿因此对成本的控制，甚至提高收益也成为了细粒铁尾矿粉消耗的关键一环。
细粒铁尾矿粉的粒度一般在100μm以下，一次粒径甚至属于微米级。因此具有很强的化学活性，在泥浆中很难快速沉淀。目前，为了使其在尾矿浆液中快速沉淀，需要加入大量的絮凝剂，因此成本急剧上升，另外由于引入絮凝剂，造成新的环境问题。若不使用絮凝剂，由于其很细的粒径而造成其具有很强的流动性。如果在露天存储，在雨水的冲刷下很容易流失，产生垮坝的危险。即或采用大量的粘合剂，也很难使其有效粘结。
由于细粒铁尾矿粉中含有大量的铁，作为陶瓷砖烧结会有严重的发泡现象，从而导致表面粗糙不平整无法应用，不能应用于瓷砖。细粒铁尾矿粉只能用于发泡砖、空心砖等低端产业而难以收回成本。
国内对于细粒铁尾矿粉在瓷砖上的应用存在技术上限，对于固体废弃物制作瓷砖的技术，都集中在大颗粒尾矿粉制作透水砖或发泡砖。专利CN85109663A(铁矿石的尾矿制作装饰面砖)和CN1107449A(尾矿制彩色装饰砖)公开了铁尾矿制作装饰面砖的技术，由于选用的铁尾矿粒径较大，因此用水泥作为粘合剂可以实现瓷砖的制备。但细粒铁尾矿粉或超细铁尾矿不能用于该技术，这是由于细粒铁尾矿粉的粒径在100μm以下，使用水泥仅起到暂时的粘连，且无需烧结的工艺会加速细粒铁尾矿的脱落。
专利CN110436909A(一种陶瓷砖及其制备方法)公开了一种陶瓷砖制备方法，提到用铁尾矿作为添加剂加入到陶瓷配方，其用量为10-15％。这种方法铁尾矿主要功能为着色剂。无法达到大量消耗以解决过量堆积的问题。产品经济效益相应较低。专利CN102180650A(以低硅高铁尾矿为主要原料的瓷质砖及其制备方法)用到含Si量较低的高铁尾矿粉，其Fe2O3含量高达40-45％，使得矿石中Fe不能充分提出，而影响经济效益。通常国内铁尾矿的Fe2O3含量在10％左右。该方法由于Si含量少，导致需要加入额外的石英粉(SiO2)来弥补尾矿中的Si含量不足，增加了额外的开支。另外，以上两个专利烧结温度皆在1150-1250℃之间，由于烧结温度高，能耗很大，也影响到经济效益。
专利CN112159154A(铁尾矿和废弃花岗岩生产仿瓷砖制品方法)的仿瓷砖技术可用于所述尾矿骨粉，不适用于微米级的细粒铁尾矿粉，在固化过程中，细粒铁尾矿粉容易与辅料产生脱落。
专利CN104446357A(一种釉面砖)公布了以高岭土，矿渣，赤泥或尾矿制釉面砖的工艺，该专利所提及的尾矿主要是以粉煤灰为代表的类似石英粉的固废物，它们不含或含铁量很少，而不适合铁尾矿粉。这是由于铁尾矿中的含铁量很高，在陶瓷烧结过程产大量鼓泡，因此难以使用。
专利CN101786288A(利用高磷赤铁矿尾矿制备劈开砖的方法)、专利CN111995436A(固废陶瓷砖及其制备方法)和专利CN110590329A(一种发泡陶瓷及其制备方法)公开了利用赤尾矿制备透水砖或发泡砖的技术，与专利CN112159154A(铁尾矿和废弃花岗岩生产仿瓷砖制品方法)类似，此类工艺仅对粒径大的固体废弃物有效，但不适用于粒径小细粒铁尾矿。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖及其制备方法，具体为通过引入一定配比的化学助剂，有效解决陶瓷砖发泡问题，使得细粒铁尾矿粉适用于各种陶瓷釉面砖，大大提高经济效益，同时解决了细颗粒铁尾矿回收再利用等。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，各组分按质量百分比，50-90％的细粒铁尾矿粉、1-15％的塑化剂、5-35％的助烧剂、0.1-5％的着色剂和0.1-5％的消泡剂，合计100％，将以上原料按比例混合，造粒，制坯后烧结而成。
所述细粒铁尾矿粉的矿物为石英、辉石、长石、石榴石、角闪石、蚀变矿物和残余的赤铁矿或磁铁矿，所述的矿物含有的化学成分为SiO2(30-70％)、Fe3O4(≤20％)、CaO(2-25％)、Al2O3(3-9％)、MgO(0.1-15％)、Na2O和K2O(≤2％)。
所述着色剂为Co2O3、Fe2O3、CuO、TiO2中的至少一种；
所述消泡剂为MgO、ZnO、TiO2、SiO2、CuO、NiO、Co2O3中的至少一种；
所述塑化剂为粘土、滑石中的至少一种；所述助烧剂为长石、玻璃粉中的至少一种。
一种利用细粒铁尾矿粉制备建筑陶瓷砖的方法，包括以下步骤：
以细粒铁尾矿粉为基料，加入塑化剂、助烧剂、着色剂和消泡剂作为辅料，再加入粘合剂均匀混合、造粒，得到建筑陶瓷砖的造粒料：上述原料以质量百分比计，包括50-90％的细粒铁尾矿粉、1-15％的塑化剂、5-35％的助烧剂、0.1-5％的着色剂和0.1-5％的消泡剂，合计100％；
对制得的建筑陶瓷砖的造粒料，采用一定的成型工艺获得建筑陶瓷砖的坯体；
将建筑陶瓷砖的坯体进行烧结，获得建筑陶瓷砖成品。
上述一种利用细粒铁尾矿粉制备建筑陶瓷砖的方法，其中：
所述步骤，所述细粒铁尾矿粉的矿物为石英、辉石、长石、石榴石、角闪石、蚀变矿物和残余的赤铁矿或磁铁矿，所述矿物化学成分为SiO2(30-70％)、Fe3O4(≤20％)、CaO(2-25％)、Al2O3(3-9％)、MgO(0.1-15％)、Na2O和K2O(≤2％)；所述着色剂为Co2O3、Fe2O3、CuO、TiO2中的至少一种；所述消泡剂为MgO、ZnO、TiO2、SiO2、CuO、NiO、Co2O3中的至少一种；所述塑化剂为粘土、滑石中的至少一种；所述助烧剂为长石、玻璃粉中的至少一种；
造粒料通过滚筒式球磨机、研磨的方式获得。
成型工艺采用干压或铸浆成型；其中，干压成型的压力为1-25MPa(根据模具尺寸大小调节压力大小)。
烧结工艺采用常温烧结、气氛烧结或热压烧结，烧结方式采用间歇式烧结(马弗炉中烧结)或连续式烧结(隧道窑烧结)。烧结温度为1000-1150℃，升温的速率为2-20℃/min(升温速率过快会导致陶瓷产生大量缺陷，导致强度较低，破碎开裂，成型后的陶瓷变形等问题)，可以根据温度上限对升温速率予以调整。烧结保温时间0.5-2小时(保温时间过短会导致瓷砖内部多孔，引发吸水率过高以及强度下降等问题，从而不能够达到瓷砖的制作标准；保温过长则会导致过烧)，可根据成型效果对保温时间予以调整。
与现有技术相比，该方法具有以下有益的技术效果：
本发明制备工艺可以大量消耗超细铁尾矿，对尾矿的利用率高，经济效益和实用程度都远大于常见的尾矿制建筑用砖等工艺，达到尾矿高效利用的目的。
本发明通过控制工艺条件，使制得的建筑陶瓷砖具有较低的吸水率以及较高的硬度，市面上普通瓷砖的吸水率通常为0.2％左右，本发明方法制作的建筑陶瓷砖吸水率根据不同温度及配比，在0.003-0.01％之间。市面上普通瓷砖的维氏硬度通常为1000kgf/mm2左右，本发明方法制作的建筑陶瓷砖维氏硬度根据不同温度及配比，在950-1300kgf/mm2之间。且破坏强度根据不同温度及配比，在1500-2200N之间。
本发明通过控制热处理温度即可调节建筑陶瓷砖的颜色，甚至获得良好的表面光泽。
本发明的制备方法为一种优异的环保绿色制备工艺，制作方法简单，极大程度上降低了能耗及成本，产品应用于建筑陶瓷砖领域，并能够带来较高经济效益。
本发明通过加入消泡剂等辅料，同时调控烧结温度，解决了含铁瓷砖在烧结过程中释放气体，发生鼓泡的现象。
附图说明
图1实施例1中制得的建筑陶瓷砖烧结前后的X射线衍射图谱；
图2实施例1中制得的建筑陶瓷砖的扫描电子显微图；
图3实施例1中制得的建筑陶瓷砖的样品图；
图4实施例2中制得的建筑陶瓷砖的样品图；
图5实施例3中制得的建筑陶瓷砖的样品图；
图6实施例4中制得的建筑陶瓷砖的样品图；
图7实施例5中制得的建筑陶瓷砖的样品图；
图8实施例6中制得的建筑陶瓷砖的样品图；
图9实施例7中制得的建筑陶瓷砖的样品图；
图10实施例8中制得的建筑陶瓷砖的样品图；
图11实施例9中制得的建筑陶瓷砖的样品图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。下面实施例中如无特别说明，均可采用本领域常规技术手段进行。
实施例1
一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，各组分按质量百分比，74.78％的细粒铁尾矿粉、4.99％的塑化剂、19.94％的助烧剂、着色剂和消泡剂共计0.299％，合计100％。采用的着色剂为CuO、TiO2；消泡剂为MgO、ZnO、TiO2、CuO；塑化剂为粘土；助烧剂为长石。
所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备建筑陶瓷砖的方法，包括以下步骤：
称取1.5kg细粒铁尾矿粉作为基料，0.1kg的粘土作为塑化剂、0.4kg的长石作为助烧剂。并加入1g ZnO，2g MgO，2g TiO2和1g CuO。将上述原料放入球磨罐中，进行24小时的充分混料。混合后的浆料需要在60℃的恒温烘干箱内烘干24小时至完全干燥。烘干后的原料进行研磨及过筛，得到细小且均匀的建筑陶瓷砖混合料。
使用混合料压制坯体，向得到的混合料中加入8％的PVA(含PVA8％)的粘合剂进行造粒，得到建筑陶瓷砖的造粒料。
再对建筑陶瓷砖造粒料采用干压成型工艺，成型压力选用25MPa，脱模后获得建筑陶瓷砖的坯体。
采用常温烧结工艺，将建筑陶瓷砖坯体在1100℃下进行烧结，在900℃前保证升温速率在5℃/min，而900-1000℃区间内升温速度为3℃/min，1000-1100℃将升温速率控制在2℃/min。达到所设温度后，设置保温时间2小时，保温结束后随炉冷却即可获得建筑陶瓷砖成品。烧结后的XRD、混合料的XRD以及尾矿粉的XRD图谱如图1所示。
按实施例1方法制得的建筑陶瓷砖成品气孔率低，SEM如图2所示。表面光滑，制成品如图3所示。吸水率为0.009％，维氏硬度为924kgf/mm2，破坏强度为1523N。
实施例2
一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，各组分按质量百分比，79.80％的细粒铁尾矿粉、4.99％的塑化剂、14.96％的助烧剂、着色剂和消泡剂共计0.25％，合计100％。采用的着色剂为CuO、TiO2；消泡剂为MgO、TiO2、CuO；塑化剂为粘土；助烧剂为长石。
所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备建筑陶瓷砖的方法，包括以下步骤：
称取1.6kg细粒铁尾矿粉作为基料，0.1kg的粘土作为塑化剂、0.3kg的长石作为助烧剂。并加入3g MgO，1g TiO2和1g CuO。将上述原料放入球磨罐中，进行24小时的充分混料。混合后的浆料需要在60℃的恒温烘干箱内烘干24小时至完全干燥。烘干后的原料进行研磨及过筛，得到细小且均匀的建筑陶瓷砖混合料。
使用混合料压制坯体，向得到的混合料中加入8％的PVA(含PVA 8％)的粘合剂进行造粒，得到建筑陶瓷砖的造粒料。
再对建筑陶瓷砖造粒料采用干压成型工艺，成型压力选用25MPa，脱模后获得坯体。
采用常温烧结工艺，将建筑陶瓷砖坯体在1100℃下进行烧结，在900℃前保证升温速率在5℃/min，而900-1000℃区间内升温速度为3℃/min，1000-1100℃将升温速率控制在2℃/min。达到所设温度后，设置保温时间2小时，保温结束后随炉冷却即可获得建筑陶瓷砖成品。烧结后的XRD、混合料的XRD以及尾矿粉的XRD图谱如图1所示。
按实施例2方法制得的建筑陶瓷砖成品气孔率低，表面光滑，制成品如图4所示。吸水率为0.005％，维氏硬度为1124kgf/mm2，破坏强度为1754N。
实施例3
一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，各组分按质量百分比，79.68％的细粒铁尾矿粉、4.98％的塑化剂、14.94％的助烧剂、着色剂和消泡剂共计0.40％，合计100％。采用的着色剂为CuO、TiO2；消泡剂为MgO、TiO2、CuO；塑化剂为粘土；助烧剂为长石。
所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备建筑陶瓷砖的方法，包括以下步骤：
称取1.6kg细粒铁尾矿粉作为基料，0.1kg的粘土作为塑化剂、0.3kg的长石作为助烧剂。并加入3g Fe2O3，和5g MgO。将上述原料放入球磨罐中，进行24小时的充分混料。混合后的浆料需要在60℃的恒温烘干箱内烘干24小时至完全干燥。烘干后的原料进行研磨及过筛，得到细小且均匀的建筑陶瓷砖混合料。
使用混合料压制坯体，向得到的混合料中加入8％的PVA(含PVA 8％)的粘合剂进行造粒，得到建筑陶瓷砖的造粒料。
再对建筑陶瓷砖造粒料采用干压成型工艺，成型压力选用25MPa，脱模后获得坯体。
采用常温烧结工艺，将建筑陶瓷砖坯体在1080℃下进行烧结，在900℃前保证升温速率在5℃/min，而900-1000℃区间内升温速度为3℃/min，1000-1080℃将升温速率控制在2℃/min。达到所设温度后，设置保温时间2小时，保温结束后随炉冷却即可获得建筑陶瓷砖成品。烧结后的XRD、混合料的XRD以及尾矿粉的XRD图谱如图1所示。
按实施例3方法制得的建筑陶瓷砖成品气孔率低，表面光滑，制成品如图5所示。吸水率为0.006％，维氏硬度为1061kgf/mm2，破坏强度为1594N。
实施例4
一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，各组分按质量百分比，79.76％的细粒铁尾矿粉、4.99％的塑化剂、14.96％的助烧剂、着色剂和消泡剂共计0.299％，合计100％。采用的着色剂为CuO、Co2O3；消泡剂为MgO、CuO、Co2O3；塑化剂为粘土；助烧剂为长石。
所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备建筑陶瓷砖的方法，包括以下步骤：
称取1.6kg细粒铁尾矿粉作为基料，0.1kg的粘土作为塑化剂、0.3kg的长石作为助烧剂。并加入3g MgO，2g CuO，1g Co2O3。将上述原料放入球磨罐中，进行24小时的充分混料。混合后的浆料需要在60℃的恒温烘干箱内烘干24小时至完全干燥。烘干后的原料进行研磨及过筛，得到细小且均匀的建筑陶瓷砖混合料。
使用混合料压制坯体，向得到的混合料中加入8％的PVA(含PVA 8％)的粘合剂进行造粒，得到建筑陶瓷砖的造粒料。
再对建筑陶瓷砖造粒料采用干压成型工艺，成型压力选用25MPa，脱模后获得坯体。
采用常温烧结工艺，将建筑陶瓷砖坯体在1050℃下进行烧结，在900℃前保证升温速率在5℃/min，而900-1000℃区间内升温速度为3℃/min，1000-1050℃将升温速率控制在2℃/min。达到所设温度后，设置保温时间2小时，保温结束后随炉冷却即可获得建筑陶瓷砖成品。烧结后的XRD、混合料的XRD以及尾矿粉的XRD图谱如图1所示。
按实施例4方法制得的建筑陶瓷砖成品气孔率低，表面光滑，制成品如图6所示。吸水率为0.006％，维氏硬度为1191kgf/mm2，破坏强度为1507N。
实施例5
一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，各组分按质量百分比，59.82％的细粒铁尾矿粉、9.97％的塑化剂、29.91％的助烧剂、着色剂和消泡剂共计0.299％，合计100％。采用的着色剂为TiO2、Co2O3和CuO；消泡剂为MgO、TiO2、Co2O3和CuO；塑化剂为滑石；助烧剂为质量比为1:1的长石和玻璃粉的混合物。
所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备建筑陶瓷砖的方法，包括以下步骤：
称取1.2kg细粒铁尾矿粉作为基料，0.2kg的滑石作为塑化剂、0.6kg的质量比为1:1的长石和玻璃粉的混合物作为助烧剂。并加入3g MgO，1g TiO2，1g Co2O3和1g CuO。将上述原料放入球磨罐中，进行24小时的充分混料。混合后的浆料需要在60℃的恒温烘干箱内烘干24小时至完全干燥。烘干后的原料进行研磨及过筛，得到细小且均匀的建筑陶瓷砖混合料。
使用混合料压制坯体，向得到的混合料中加入8％的PVA(含PVA 8％)的粘合剂进行造粒，得到建筑陶瓷砖的造粒料。
再对建筑陶瓷砖造粒料采用干压成型工艺，成型压力选用25MPa，脱模后获得坯体。
采用常温烧结工艺，将建筑陶瓷砖坯体在1100℃下进行烧结，在900℃前保证升温速率在5℃/min，而900-1000℃区间内升温速度为3℃/min，1000-1100℃将升温速率控制在2℃/min。达到所设温度后，设置保温时间2小时，保温结束后随炉冷却即可获得建筑陶瓷砖成品。烧结后的XRD、混合料的XRD以及尾矿粉的XRD图谱如图1所示。
按实施例5方法制得的建筑陶瓷砖成品气孔率低，表面光滑，制成品如图7所示。吸水率为0.005％，维氏硬度为1131kgf/mm2，破坏强度为1854N。
实施例6
一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，各组分按质量百分比，54.81％的细粒铁尾矿粉、9.97％的塑化剂、34.88％的助烧剂、着色剂和消泡剂共计0.35％，合计100％。采用的着色剂为TiO2、Co2O3和CuO；消泡剂为ZnO、TiO2、Co2O3和CuO；塑化剂为滑石；助烧剂为玻璃粉。
所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备建筑陶瓷砖的方法，包括以下步骤：
称取1.1kg细粒铁尾矿粉作为基料，0.2kg的滑石作为塑化剂、0.7kg的玻璃粉作为助烧剂。并加入3g ZnO，2g TiO2，1g Co2O3和1g CuO。将上述原料放入球磨罐中，进行24小时的充分混料。混合后的浆料需要在60℃的恒温烘干箱内烘干24小时至完全干燥。烘干后的原料进行研磨及过筛，得到细小且均匀的建筑陶瓷砖混合料。
使用混合料压制坯体，向得到的混合料中加入8％的PVA(含PVA 8％)的粘合剂进行造粒，得到建筑陶瓷砖的造粒料。
再对建筑陶瓷砖造粒料采用干压成型工艺，成型压力选用25MPa，脱模后获得坯体。
采用常温烧结工艺，将建筑陶瓷砖坯体在1100℃下进行烧结，在900℃前保证升温速率在8℃/min，而900-1000℃区间内升温速度为3℃/min，1000-1100℃将升温速率控制在2℃/min。达到所设温度后，设置保温时间2小时，保温结束后随炉冷却即可获得建筑陶瓷砖成品。烧结后的XRD、混合料的XRD以及尾矿粉的XRD图谱如图1所示。
按实施例6方法制得的建筑陶瓷砖成品气孔率低，表面光滑，制成品如图8所示。吸水率为0.005％，维氏硬度为1120kgf/mm2，破坏强度为1802N。
实施例7
一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，各组分按质量百分比，69.54％的细粒铁尾矿粉、4.97％的塑化剂、24.84％的助烧剂、着色剂和消泡剂共计0.65％，合计100％。采用的着色剂为TiO2、Co2O3；消泡剂为ZnO、TiO2、Co2O3；塑化剂为粘土；助烧剂为长石。
所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备建筑陶瓷砖的方法，包括以下步骤：
称取1.4kg细粒铁尾矿粉作为基料，0.1kg的粘土作为塑化剂、0.5kg的长石作为助烧剂。并加入10g ZnO，2g TiO2和1g Co2O3。将上述原料放入球磨罐中，进行24小时的充分混料。混合后的浆料需要在60℃的恒温烘干箱内烘干24小时至完全干燥。烘干后的原料进行研磨及过筛，得到细小且均匀的建筑陶瓷砖混合料。
使用混合料压制坯体，向其中加入8％的PVA(含PVA 8％)的粘合剂进行造粒，得到建筑陶瓷砖的造粒料。
再对建筑陶瓷砖造粒料采用干压成型工艺，成型压力选用25MPa，脱模后获得坯体。
采用常温烧结工艺，将建筑陶瓷砖坯体在1100℃下进行烧结，在900℃前保证升温速率在12℃/min，而900-1000℃区间内升温速度为3℃/min，1000-1100℃将升温速率控制在2℃/min。达到所设温度后，设置保温时间2小时，保温结束后随炉冷却即可获得建筑陶瓷砖成品。烧结后的XRD、混合料的XRD以及尾矿粉的XRD图谱如图1所示。
按实施例7方法制得的建筑陶瓷砖成品气孔率低，表面光滑，制成品如图9所示。吸水率为0.005％，维氏硬度为1132kgf/mm2，破坏强度为1818N。
实施例8
一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，各组分按质量百分比，74.48％的细粒铁尾矿粉、4.97％的塑化剂、19.86％的助烧剂、着色剂和消泡剂共计0.69％，合计100％。采用的着色剂为TiO2、Co2O3、CuO；消泡剂为ZnO、TiO2、Co2O3、CuO；塑化剂为粘土；助烧剂为长石。
所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备建筑陶瓷砖的方法，包括以下步骤：
称取1.5kg细粒铁尾矿粉作为基料，0.1kg的粘土作为塑化剂、0.4kg的长石作为助烧剂。并加入9g ZnO，3g TiO2，1g Co2O3和1g CuO。将上述原料放入球磨罐中，进行24小时的充分混料。混合后的浆料需要在60℃的恒温烘干箱内烘干24小时至完全干燥。烘干后的原料进行研磨及过筛，得到细小且均匀的建筑陶瓷砖混合料。
使用混合料压制坯体，向其中加入8％的PVA(含PVA 8％)的粘合剂进行造粒，得到建筑陶瓷砖的造粒料。
再对建筑陶瓷砖造粒料采用干压成型工艺，成型压力选用25MPa，脱模后获得坯体。
采用常温烧结工艺，将建筑陶瓷砖坯体在1100℃下进行烧结，在900℃前保证升温速率在15℃/min，而900-1000℃区间内升温速度为3℃/min，1000-1150℃将升温速率控制在2℃/min。达到所设温度后，设置保温时间2小时，保温结束后随炉冷却即可获得建筑陶瓷砖成品。烧结后的XRD、混合料的XRD以及尾矿粉的XRD图谱如图1所示。
按实施例8方法制得的建筑陶瓷砖成品气孔率低，表面光滑，制成品如图10所示。吸水率为0.003％，维氏硬度为1247kgf/mm2，破坏强度为2031N。
实施例9
一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，各组分按质量百分比，84.49％的细粒铁尾矿粉、4.97％的塑化剂、9.94％的助烧剂、着色剂和消泡剂共计0.60％，合计100％。采用的着色剂为Co2O3、CuO；消泡剂为ZnO、Co2O3、CuO；塑化剂为粘土；助烧剂为长石。
所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备建筑陶瓷砖的方法，包括以下步骤：
称取1.7kg细粒铁尾矿粉作为基料，0.1kg的粘土作为塑化剂、0.2kg的长石作为助烧剂。并加入10g ZnO，1g Co2O3和1g CuO。将上述原料放入球磨罐中，进行24小时的充分混料。混合后的浆料需要在60℃的恒温烘干箱内烘干24小时至完全干燥。烘干后的原料进行研磨及过筛，得到细小且均匀的建筑陶瓷砖混合料。
使用混合料压制坯体，向得到的混合料中加入8％的PVA(含PVA 8％)的粘合剂进行造粒，得到建筑陶瓷砖的造粒料。
再对建筑陶瓷砖造粒料采用干压成型工艺，成型压力选用25MPa，脱模后获得坯体。
采用常温烧结工艺，将建筑陶瓷砖坯体在1100℃下进行烧结，在900℃前保证升温速率在10℃/min，而900-1000℃区间内升温速度为3℃/min，1000-1150℃将升温速率控制在2℃/min。达到所设温度后，设置保温时间2小时，保温结束后随炉冷却即可获得建筑陶瓷砖成品。烧结后的XRD、混合料的XRD以及尾矿粉的XRD图谱如图1所示。
按实施例9方法制得的建筑陶瓷砖成品气孔率低，表面光滑，制成品如图11所示。吸水率为0.003％，维氏硬度为1201kgf/mm2，破坏强度为2159N。

Claims (10)

1.一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，其特征在于，所述的建筑陶瓷砖，其各组分按质量百分比，50-90％的细粒铁尾矿粉、1-15％的塑化剂、5-35％的助烧剂、0.1-5％的着色剂和0.1-5％的消泡剂，合计100％，将以上原料按比例混合，造粒，制坯后烧结而成。
2.根据权利要求1所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，其特征在于，所述细粒铁尾矿粉的矿物为石英、辉石、长石、石榴石、角闪石、蚀变矿物和残余的赤铁矿或磁铁矿，所述的矿物含有的化学成分为SiO2 30-70％、Fe3O4≤20％、CaO 2-25％、Al2O3 3-9％、MgO0.1-15％、Na2O和K2O均≤2％。
3.根据权利要求1所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，其特征在于，所述着色剂为Co2O3、Fe2O3、CuO、TiO2中的一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，其特征在于，所述消泡剂为MgO、ZnO、TiO2、SiO2、CuO、NiO、Co2O3中的一种或多种混合。
5.根据权利要求1所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，其特征在于，所述塑化剂为粘土和/或滑石；所述助烧剂为长石和/或玻璃粉。
6.根据权利要求1所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖，其特征在于，所述的建筑陶瓷砖吸水率为0.003-0.01％；维氏硬度为950-1300kgf/mm2，破坏强度为1500-2200N。
7.一种权利要求1所述的利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
以细粒铁尾矿粉为基料，加入塑化剂、助烧剂、着色剂和消泡剂作为辅料，再加入粘合剂均匀混合、造粒，得到建筑陶瓷砖的造粒料；上述原料以质量百分比计为，50-90％的细粒铁尾矿粉、1-15％的塑化剂、5-35％的助烧剂、0.1-5％的着色剂和0.1-5％的消泡剂，合计100％；
对制得的建筑陶瓷砖的造粒料，按一定的成型工艺获得建筑陶瓷砖的坯体；
将建筑陶瓷砖的坯体进行烧结，获得建筑陶瓷砖成品。
8.根据权利要求7所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖的制备方法，其特征在于，所述细粒铁尾矿粉的矿物为石英、辉石、长石、石榴石、角闪石、蚀变矿物和残余的赤铁矿或磁铁矿，所述矿物含有的化学成分为SiO2 30-70％、Fe3O4≤20％、CaO 2-25％、Al2O3 3-9％、MgO 0.1-15％、Na2O和K2O均≤2％；所述着色剂为Co2O3、Fe2O3、CuO、TiO2中的一种或多种混合；所述消泡剂为MgO、ZnO、TiO2、SiO2、CuO、NiO、Co2O3中的一种或多种混合；所述塑化剂为粘土和/或滑石；所述助烧剂为长石和/或玻璃粉。
9.根据权利要求7所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖的制备方法，其特征在于，所述成型工艺采用干压或铸浆成型；其中，干压成型的压力为1-25MPa。
10.根据权利要求7所述的一种利用细粒铁尾矿粉制备的建筑陶瓷砖的制备方法，其特征在于，所述烧结工艺采用常温烧结、气氛烧结或热压烧结，烧结方式采用间歇式烧结或连续式烧结；烧结温度为1000-1150℃，升温的速率为2-20℃/min；烧结保温时间为0.5-2小时。
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