CN113480290A - 一种利用黄金尾矿制备环保陶瓷清水砖的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用黄金尾矿制备环保陶瓷清水砖的方法，制备所述清水砖的各原料所占质量百分数为：黄金尾矿粉60～80％，页岩粉10～20％，莱阳土粉5～10％，石英粉0～15％、高温熔剂粉15％；制备施釉釉料的各原料所占质量百分数为：熔块90％和苏州土10％。本发明制备陶瓷清水砖所添加的黄金尾矿量高，拓宽了黄金尾矿使用价值，有效解决黄金尾矿带来的环境污染问题；陶瓷清水砖墙面装饰效果好、产品性能有，其吸水率约0.1％，抗折强度为60～75MPa。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷清水砖制备技术领域，尤其涉及一种利用黄金尾矿制备环保陶瓷清水砖的方法。
背景技术
黄金尾矿是含金矿石经破碎、磨矿、分选、提取后丢弃的细粒固体废弃物。中国是黄金生产大国，随着经济的发展，矿物资源不断被开发，尾矿的数量也日渐增长。黄金尾矿在没有处理的情况下，直接堆放在地表上，不仅占用大量土地，还会对其周围的环境造成严重的污染，实现黄金尾矿的综合利用已经成为亟待研究的重大社会课题。目前，有学者利用黄金尾矿制备建筑板材和透水砖。如，中国发明专利《一种含黄金尾矿颗粒的建筑板材及其制备方法》(CN 109133866 A)公开了一种含黄金尾矿颗粒的建筑板材及其制备方法，其中黄金尾矿的添加量为30～50％；中国发明专利《一种黄金尾矿透水砖的制备方法》(CN105777065A)公开了利用黄金尾矿制备透水砖的方法，其中黄金尾矿的添加量为40～60％。
清水砖又叫清水墙砖，具有承重一体化，风格多变，施工简单等特点，是目前良好的建筑材料。目前，许多学者利用固体废弃物制备陶瓷清水砖。如：中国发明专利《一种高强度清水砖及其制备方法》(CN107586115A)公开了利用水泥和石粉制备清水砖的方法，其中水泥的添加量为5～20％，石粉的添加量为50～90％，着色坯料0.01～0.1％，粉煤灰5～20％，烧成温度为1100～1150℃，该发明所述方法制备所得清水砖的抗折强度为63～65MPa；中国发明专利《一种废铝灰制备清水砖的方法》(CN105036706A)公布了一种用废铝灰制备清水砖的方法，废铝灰的添加量为60～65％，清水砖烧成温度为1135～1145℃，烧成温度范围较窄。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出利用黄金尾矿制备环保陶瓷清水砖的方法，具体技术方案为：
一种利用黄金尾矿制备的环保陶瓷清水砖，制备所述清水砖的各原料所占质量百分数为：黄金尾矿粉60～80％，页岩粉10～20％，莱阳土粉5～10％，石英粉0～15％、高温熔剂粉15％；制备施釉釉料的各原料所占质量百分数为：熔块90％和苏州土10％。
进一步地，所述黄金尾矿化学成分的重量百分比为：SiO2 60～64％，Al2O3 16～20％，Fe2O3 1～3％，TiO2 0～1％，CaO 1～3％，MgO 0～3％，K2O 5～7％，Na2O2～3％。
进一步地，所述熔块化学成分的重量百分比为：SiO2 57～64％，Al2O3 6～10％，CaO 8～14％，MgO 1～4％，K2O 2～5％，Na2O 0～1％，ZnO 6～14％，TiO2 0～0.05％，Fe2O30～0.1％，ZrO2 0～5％，BaO 0～1％。
一种制备陶瓷清水砖的方法，包括以下步骤：
(1)原料处理：将黄金尾矿、页岩、莱阳土、石英、高温熔剂、熔块和苏州土分别用球磨机球磨4～8h，过200～250目筛，得到相应的粉料备用；
(2)原料混合：将按配比称取各原料，并用球磨机混合均匀，得到混合料；
(3)喷雾造粒：将混合好的原料放入喷雾造粒机内，造粒时加原料质量5～10％的水；
(4)陈腐：将喷雾造粒后的原料放在常温下密封陈腐24h；
(5)生坯制备：将陈腐好的混合料放入模具中，利用压力机进行压制，压力机的压力为30～40kN，随后保压30s，得到陶瓷清水砖生坯；
(6)干燥与施釉：陶瓷清水砖生坯在80～100℃干燥箱中干燥20～24h，将熔块和苏州土按配比均匀混合并制作釉料，在陶瓷清水砖生坯上施釉后得到坯体；
(7)烧成：将施釉后的坯体放入隧道窑或梭式窑中烧制，经1100～1120℃烧成，烧制周期为7～8h。
进一步地，所述高温熔剂为钾长石或钠长石中的一种，或两者的任意混合物。
进一步地，步骤(7)中的烧成温度以5℃/min升温，最高温度时保温15min。
本发明的有益效果：
(1)黄金尾矿的添加量高：本发明以60～80％的黄金尾矿为主要原料制备陶瓷清水砖，为黄金尾矿的回收利用提供了一种新的途径，拓宽了黄金尾矿使用价值，有效解决黄金尾矿带来的环境污染问题。
(2)墙面装饰效果好：本发明制备出的陶瓷清水砖可以直接装饰在外墙上，不需要经过其他处理。
(3)产品性能好：本发明制备出的陶瓷勤清水砖吸水率在0.1％左右，抗折强度在60～75MPa之间，远远优于《陶瓷砖》GB/T4100-2015中瓷质砖中吸水率＜0.5％，抗折强度＞35MPa的标准。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步描述：
一种利用黄金尾矿制备的环保陶瓷清水砖，制备所述清水砖的各原料所占质量百分数为：黄金尾矿粉60～80％，页岩粉10～20％，莱阳土粉5～10％，石英粉0～15％、高温熔剂粉15％；制备施釉釉料的各原料所占质量百分数为：熔块90％和苏州土10％。
其中，所述黄金尾矿化学成分的重量百分比为：SiO2 60～64％，Al2O3 16～20％，Fe2O3 1～3％，TiO2 0～1％，CaO 1～3％，MgO 0～3％，K2O 5～7％，Na2O 2～3％；烧失量5～7％。
其中，所述熔块化学成分的重量百分比为：SiO2 57～64％，Al2O3 6～10％，CaO 8～14％，MgO 1～4％，K2O 2～5％，Na2O 0～1％，ZnO 6～14％，TiO2 0～0.05％，Fe2O3 0～0.1％，ZrO2 0～5％，BaO 0～1％；烧失量0～0.2％。
下面以上述原料作为实施例来进行详细的阐述，但本发明的内容不仅仅局限于以下的实施例。
实施例1：
一种制备陶瓷清水砖的方法，包括以下步骤：
(1)原料处理：将黄金尾矿、页岩、莱阳土、石英、高温熔剂、熔块和苏州土分别用球磨机球磨4～8h，过200～250目筛，得到相应的粉料备用；
其中，黄金尾矿粉60％、页岩粉15％、石英粉10％、高温熔剂粉15％；所述高温熔剂采用钾长石；
(2)原料混合：将按配比称取各原料，并用球磨机混合均匀，得到混合料；
(3)喷雾造粒：将混合好的原料放入喷雾造粒机内，造粒时加原料质量5～10％的水；
(4)陈腐：将喷雾造粒后的原料放在常温下密封陈腐24h；
(5)生坯制备：将陈腐好的混合料放入模具中，利用压力机进行压制，压力机的压力为30～40kN，随后保压30s，得到陶瓷清水砖生坯；
(6)干燥与施釉：陶瓷清水砖生坯在80℃干燥箱中干燥20～24h，按熔块90％和苏州土10％的配比均匀混合并制作釉料，在陶瓷清水砖生坯上施釉后得到坯体；
(7)烧成：将施釉后的坯体放入隧道窑或梭式窑中烧制，经1100℃烧成，烧制周期为8h；
其中，烧成温度以5℃/min升温，在1100℃时保温15min。
经测试，实施例1所制得的陶瓷清水砖的吸水率为0.15％，抗折强度为69.11MPa，达到国家标准《陶瓷砖》GB/T4100-2015中瓷质砖的要求。
实施例2：
一种制备陶瓷清水砖的方法，包括以下步骤：
(1)原料处理：将黄金尾矿、页岩、莱阳土、石英、高温熔剂、熔块和苏州土分别用球磨机球磨4～8h，过200～250目筛，得到相应的粉料备用；
其中，黄金尾矿粉70％、页岩粉10％、莱阳土粉5％、高温熔剂粉15％；所述高温熔剂采用钠长石；
(2)原料混合：将按配比称取各原料，并用球磨机混合均匀，得到混合料；
(3)喷雾造粒：将混合好的原料放入喷雾造粒机内，造粒时加原料质量5～10％的水；
(4)陈腐：将喷雾造粒后的原料放在常温下密封陈腐24h；
(5)生坯制备：将陈腐好的混合料放入模具中，利用压力机进行压制，压力机的压力为30～40kN，随后保压30s，得到陶瓷清水砖生坯；
(6)干燥与施釉：陶瓷清水砖生坯在90℃干燥箱中干燥20～24h，按熔块90％和苏州土10％的配比均匀混合并制作釉料，在陶瓷清水砖生坯上施釉后得到坯体；
(7)烧成：将施釉后的坯体放入隧道窑或梭式窑中烧制，经1110℃烧成，烧制周期为8h；
其中，烧成温度以5℃/min升温，在1080℃时保温15min。
经测试，实施例2所制得的陶瓷清水砖的吸水率为0.1％，抗折强度73.42MPa，达到国家标准《陶瓷砖》GB/T4100-2015中瓷质砖的要求。
实施例3：
一种制备陶瓷清水砖的方法，包括以下步骤：
(1)原料处理：将黄金尾矿、页岩、莱阳土、石英、高温熔剂、熔块和苏州土分别用球磨机球磨4～8h，过200～250目筛，得到相应的粉料备用；
其中，黄金尾矿粉80％、莱阳土粉5％、高温熔剂粉15％；所述高温熔剂采用钾长石和钠长石任意比例配置的混合物；
(2)原料混合：将按配比称取各原料，并用球磨机混合均匀，得到混合料；
(3)喷雾造粒：将混合好的原料放入喷雾造粒机内，造粒时加原料质量5～10％的水；
(4)陈腐：将喷雾造粒后的原料放在常温下密封陈腐24h；
(5)生坯制备：将陈腐好的混合料放入模具中，利用压力机进行压制，压力机的压力为30～40kN，随后保压30s，得到陶瓷清水砖生坯；
(6)干燥与施釉：陶瓷清水砖生坯在100℃干燥箱中干燥20～24h，按熔块90％和苏州土10％的配比均匀混合并制作釉料，在陶瓷清水砖生坯上施釉后得到坯体；
(7)烧成：将施釉后的坯体放入隧道窑或梭式窑中烧制，经1120℃烧成，烧制周期为8h；
其中，烧成温度以5℃/min升温，在1120℃时保温15min。
经测试，实施例3所制得的陶瓷清水砖的吸水率为0.09％，抗折强度67.02MPa，达到国家标准《陶瓷砖》GB/T4100-2015中瓷质砖的要求。
Claims (6)
1.一种利用黄金尾矿制备的环保陶瓷清水砖，其特征在于，制备所述清水砖的各原料所占质量百分数为：黄金尾矿粉60～80％，页岩粉10～20％，莱阳土粉5～10％，石英粉0～15％、高温熔剂粉15％；制备施釉釉料的各原料所占质量百分数为：熔块90％和苏州土10％。
2.根据权利要求1所述的一种利用黄金尾矿制备环保陶瓷清水砖的方法，其特征在于，所述黄金尾矿化学成分的重量百分比为：SiO2 60～64％，Al2O316～20％，Fe2O3 1～3％，TiO2 0～1％，CaO 1～3％，MgO 0～3％，K2O 5～7％，Na2O 2～3％。
3.根据权利要求1所述的一种利用黄金尾矿制备环保陶瓷清水砖的方法，其特征在于，所述熔块化学成分的重量百分比为：SiO2 57～64％，Al2O3 6～10％，CaO 8～14％，MgO 1～4％，K2O 2～5％，Na2O 0～1％，ZnO 6～14％，TiO2 0～0.05％，Fe2O3 0～0.1％，ZrO2 0～5％，BaO 0～1％。
4.一种制备如权利要求1至3任一项所述的陶瓷清水砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料处理：将黄金尾矿、页岩、莱阳土、石英、高温熔剂、熔块和苏州土分别用球磨机球磨4～8h，过200～250目筛，得到相应的粉料备用；
(2)原料混合：将按配比称取各原料，并用球磨机混合均匀，得到混合料；
(3)喷雾造粒：将混合好的原料放入喷雾造粒机内，造粒时加原料质量5～10％的水；
(4)陈腐：将喷雾造粒后的原料放在常温下密封陈腐24h；
(5)生坯制备：将陈腐好的混合料放入模具中，利用压力机进行压制，压力机的压力为30～40kN，随后保压30s，得到陶瓷清水砖生坯；
(6)干燥与施釉：陶瓷清水砖生坯在80～100℃干燥箱中干燥20～24h，将熔块和苏州土按配比均匀混合并制作釉料，在陶瓷清水砖生坯上施釉后得到坯体；
(7)烧成：将施釉后的坯体放入隧道窑或梭式窑中烧制，经1100～1120℃烧成，烧制周期为7～8h。
5.根据权利要求4所述的制备陶瓷清水砖的方法，其特征在于，所述高温熔剂为钾长石或钠长石中的一种，或两者的任意混合物。
6.根据权利要求4所述的制备陶瓷清水砖的方法，其特征在于，步骤(7)中的烧成温度以5℃/min升温，最高温度时保温15min。
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