CN115611611A - 一种利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法，属于尾矿综合利用技术领域。该方法首先将铁尾矿、铬铁渣、锰冶炼渣、粉煤灰、高岭土和发泡剂研磨筛分后，加水湿磨，然后造粒，将坯料装模与压制后，进行高温烧结，烧结完成后，随炉冷却得到发泡陶瓷。本发明固废利用率高，制品轻质，强度高，保温隔热效果好。
Description
技术领域
本发明涉及尾矿综合利用技术领域，特别是指一种利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法。
背景技术
矿产资源的开发为科技社会的进步注入了强大驱动力，但不可避免的排出大量的固体废弃物并引发采空区塌陷、尾矿库溃坝、山体开裂、河水断流、矿震、岩爆等多重灾害。目前，我国大量的贴铁尾矿常以地表堆置、尾矿库储存、矿山充填等方式处理，但尾矿资源化消纳比例一直处于较低水平。铬铁渣和锰冶炼渣是冶金行业排放的固体废弃物，每生产1t产品，约排放1.2t残渣，冶金固废未经安全处置直接堆存，将会诱发严重的生态环境污染。
发泡陶瓷是一种以各种粘土矿物或固体废弃物为原料，通过加入发泡剂，经高温焙烧而成的建筑材料。现有技术中公开了一种以钒矿尾渣为主材制备发泡陶瓷的方法，其钒矿尾渣中水的质量含量不大于10％，二氧化硅的质量含量不低于60％，其在1150-1250℃下高温烧结得到发泡陶瓷，该材料与提钒产业结合，实现了钒产业的尾矿零排放；然而，上述技术制备的发泡陶瓷制品抗压强度只有0.53-0.63MPa，强度较低。现有技术中还公开了一种利用黄金尾矿制备发泡陶瓷保温板的方法，其采用黄金尾矿45-80份、石英5-20份、高岭土5-20份、高温溶剂10-30份，外掺0.2-0.3份碳化硅粉，在1220-1300℃烧结温度下，烧制10-13h制备得到了质轻、高强度、保温性能好的发泡陶瓷材料；然而，上述技术烧成温度过高，烧制时间过长，增加了材料制备成本。因此，将铁尾矿协同冶金固废制备轻质、高强、烧结温度低、保温隔热效果好的发泡陶瓷，是实现大宗固废资源化、高值化利用亟待解决的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法，旨在提高矿山固废和冶金固废的高附加值资源化利用率，降低烧结温度，减少能源成本和碳排放，制备具有质轻、强度高、隔热效果好的发泡陶瓷。
该方法包括步骤如下：
S1：原料研磨与筛分：按照配方将原料用球磨机研磨4-10h，过200目筛，得到混合料A；
S2：湿磨：将混合料A加水在球磨机中湿磨5-8h，得到混合料B；
S3：造粒：将混合料B放入喷雾造粒干燥设备中进行喷雾造粒，得到的坯料含水率为4％-6％；
S4：坯料装模与压制：将S3中得到的坯料倒入钢制模具中，压制坯体，施加压力为10-20MPa；
S5：高温烧结：将装有坯料的钢制模具放入电炉中高温烧结，烧结温度为1120-1160℃，升温速率为4-15℃/min，保温时间为40-120min，烧结完成后，随炉冷却得到发泡陶瓷。
其中，S1中原料组成按重量份为：铁尾矿30-40份，铬铁渣30-50份，锰冶炼渣6-10份，粉煤灰4-12份，高岭土5-10份，膨润土2-5份，硅藻土3-7份，发泡剂0.1-1份。
上述，S2中按重量份计，混合料A为62-70，水为30-38份。
S5中烧结时，先以10℃/min的升温速率，从室温升至1000℃，保温40min，然后以6℃/min的升温速率，从1000℃升温至1100℃，保温60min，最后以4℃/min的升温速率，从1100℃升温至1120-1160℃，保温90-120min。
上述，发泡剂为碳化硅，碳化硅的粒度不低于1000目。
在原料组成中，铁尾矿中，按重量份计，SiO2 75-80份，Al2O3 2-4份，CaO 2-5份，Fe2O3 5-10份，MgO 3-7份，Na2O 0-1份，K2O 0-1份。
铬铁渣中按重量份计，SiO2 30-35份，Al2O3 9-12份，CaO 45-55份，Fe2O3 1-3份，MgO 5-8份，Na2O 0-1份，K2O 0-1份。
锰冶炼渣中，按重量份计，SiO2 30-35份，Al2O3 8-15份，CaO 15-20份，Fe2O3 35-40份，MgO 1-3份，Na2O 0-1份，K2O 0-1份。
粉煤灰中，按重量份计，SiO2 50-55份，Al2O3 16-20份，CaO 22-27份，Fe2O3 4-8份，MgO 0-1份，Na2O 1-3份，K2O 0-1份。
高岭土中，按重量份计，SiO2 70-75份，Al2O3 15-20份，CaO 1-2份，Fe2O3 2-5份，MgO 2-5份，Na2O 1-2份，K2O 2-6份。
膨润土中，按重量份计，SiO2 74-78份，Al2O3 8-12份，CaO 4-8份，Fe2O3 2-6份，MgO2-4份，Na2O 0-1份，K2O 1-2份。
硅藻土中，按重量份计，SiO2 80-85份，Al2O3 8-12份，CaO 2-5份，Fe2O3 1-3份，MgO1-3份，Na2O 0-1份，K2O 0-1份。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
(1)提高了矿山固废和冶金固废的高附加值资源化利用率，解决了固废地表堆积诱发的生态环境问题，对于绿色矿山建设和减污降碳具有重要的推动作用。
(2)铁尾矿和粉煤灰含有大量的硅铝酸盐成分，主要为石英和莫来石，能够使高温熔体稠化，同时体系玻璃相能与冶金固废中的游离相结合，提高制品强度和安定性，确保得到低导热系数(≤0.1W/(m·K))的发泡陶瓷。锰冶炼渣中含有二氧化锰，在高温烧结下会分解释放氧气，促进发泡剂的分解，减少发泡剂的掺量，从而降低生产成本。铬铁渣中含有镁橄榄石，提高了高温烧成后硅酸钙的含量，增加了制品强度和稳定性。
(3)本发明大大降低了烧结温度，减少了能源成本和碳排放。
(4)本发明制备方法简单，制备的发泡陶瓷具有轻质(体积密度在200-600kg/m3)、强度高(发泡后抗压强度＞8MPa)、隔热效果好的优异性能。
附图说明
图1为本发明的利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法。
如图1所示，该方法包括步骤如下：
S1：原料研磨与筛分：按照配方将原料用球磨机研磨4-10h，过200目筛，得到混合料A；
S2：湿磨：将混合料A加水在球磨机中湿磨5-8h，得到混合料B；
S3：造粒：将混合料B放入喷雾造粒干燥设备中进行喷雾造粒，得到的坯料含水率为4％-6％；
S4：坯料装模与压制：将S3中得到的坯料倒入钢制模具中，压制坯体，施加压力为10-20MPa；
S5：高温烧结：将装有坯料的钢制模具放入电炉中高温烧结，烧结温度为1120-1160℃，升温速率为4-15℃/min，保温时间为40-120min，烧结完成后，随炉冷却得到发泡陶瓷。
其中，S1中原料组成按重量份为：铁尾矿30-40份，铬铁渣30-50份，锰冶炼渣6-10份，粉煤灰4-12份，高岭土5-10份，膨润土2-5份，硅藻土3-7份，发泡剂0.1-1份。
S2中按重量份计，混合料A为62-70，水为30-38份。
S5中烧结时，先以10℃/min的升温速率，从室温升至1000℃，保温40min，然后以6℃/min的升温速率，从1000℃升温至1100℃，保温60min，最后以4℃/min的升温速率，从1100℃升温至1120-1160℃，保温90-120min。
其中，发泡剂为碳化硅，碳化硅的粒度不低于1000目。
下面结合具体实施例予以说明。
实施例1
一种利用铁尾矿协同冶金固废制备的发泡陶瓷，其主要由以下重量份的原料制成：铁尾矿40份，铬铁渣35份，锰冶炼渣6份，粉煤灰9份，高岭土5份，膨润土2份，硅藻土3份，发泡剂0.1份。
如图1所示，制备方法包括如下步骤：(1)原料研磨与筛分：按照配方将上述原料用球磨机研磨7h，过200目筛，得到混合料A；(2)湿磨：按重量份计，将62份的混合料A与38份的水，在球磨机中湿磨6h，得到混合料B；(3)造粒：将混合料B放入喷雾造粒干燥设备中进行喷雾造粒，坯料含水率为5％；(4)坯料装模与压制：将坯料倒入钢制模具中，压制坯体，施加压力为12MPa；(5)高温烧结：将装有坯料的模具放入电炉中高温烧结，先以10℃/min的升温速率，从室温升至1000℃，保温40min，然后以6℃/min的升温速率，从1000℃升至1100℃，保温60min，再以4℃/min的升温速率，升至1120℃，保温90min，随炉冷却后得到本发明所述的发泡陶瓷。
实施例2
一种利用铁尾矿协同冶金固废制备的发泡陶瓷，其主要由以下重量份的原料制成：铁尾矿35份，铬铁渣32份，锰冶炼渣10份，粉煤灰8份，高岭土6份，膨润土5份，硅藻土4份，发泡剂0.6份。
如图1所示，制备方法包括如下步骤：(1)原料研磨与筛分：按照配方将上述原料用球磨机研磨6h，过200目筛，得到混合料A；(2)湿磨：按重量份计，将66份的混合料A与34份的水，在球磨机中湿磨5h，得到混合料B；(3)造粒：将混合料B放入喷雾造粒干燥设备中进行喷雾造粒，坯料含水率为6％；(4)坯料装模与压制：将坯料倒入钢制模具中，压制坯体，施加压力为10MPa；(5)高温烧结：将装有坯料的模具放入电炉中高温烧结，先以10℃/min的升温速率，从室温升至1000℃，保温40min，然后以6℃/min的升温速率，从1000℃升至1100℃，保温60min，再以4℃/min的升温速率，升至1120℃，保温120min，随炉冷却后得到本发明所述的发泡陶瓷。
实施例3
一种利用铁尾矿协同冶金固废制备的发泡陶瓷，其主要由以下重量份的原料制成：铁尾矿30份，铬铁渣37份，锰冶炼渣8份，粉煤灰10份，高岭土7份，膨润土3份，硅藻土5份，发泡剂0.4份。
如图1所示，制备方法包括如下步骤：(1)原料研磨与筛分：按照配方将上述原料用球磨机研磨10h，过200目筛，得到混合料A；(2)湿磨：按重量份计，将64份的混合料A与36份的水，在球磨机中湿磨7h，得到混合料B；(3)造粒：将混合料B放入喷雾造粒干燥设备中进行喷雾造粒，坯料含水率为4％；(4)坯料装模与压制：将坯料倒入钢制模具中，压制坯体，施加压力为14MPa；(5)高温烧结：将装有坯料的模具放入电炉中高温烧结，先以10℃/min的升温速率，从室温升至1000℃，保温40min，然后以6℃/min的升温速率，从1000℃升至1100℃，保温60min，再以4℃/min的升温速率，升至1140℃，保温100min，随炉冷却后得到本发明所述的发泡陶瓷。
实施例4
一种利用铁尾矿协同冶金固废制备的发泡陶瓷，其主要由以下重量份的原料制成：铁尾矿37份，铬铁渣34份，锰冶炼渣7份，粉煤灰4份，高岭土8份，膨润土4份，硅藻土6份，发泡剂0.8份。
如图1所示，制备方法包括如下步骤：(1)原料研磨与筛分：按照配方将上述原料用球磨机研磨8h，过200目筛，得到混合料A；(2)湿磨：按重量份计，将65份的混合料A与35份的水，在球磨机中湿磨8h，得到混合料B；(3)造粒：将混合料B放入喷雾造粒干燥设备中进行喷雾造粒，坯料含水率为4.5％；(4)坯料装模与压制：将坯料倒入钢制模具中，压制坯体，施加压力为16MPa；(5)高温烧结：将装有坯料的模具放入电炉中高温烧结，先以10℃/min的升温速率，从室温升至1000℃，保温40min，然后以6℃/min的升温速率，从1000℃升至1100℃，保温60min，再以4℃/min的升温速率，升至1140℃，保温120min，随炉冷却后得到本发明所述的发泡陶瓷。
实施例5
一种利用铁尾矿协同冶金固废制备的发泡陶瓷，其主要由以下重量份的原料制成：铁尾矿33份，铬铁渣32份，锰冶炼渣8份，粉煤灰5份，高岭土10份，膨润土5份，硅藻土7份，发泡剂1份。
如图1所示，制备方法包括如下步骤：(1)原料研磨与筛分：按照配方将上述原料用球磨机研磨9h，过200目筛，得到混合料A；(2)湿磨：按重量份计，将70份的混合料A与30份的水，在球磨机中湿磨6h，得到混合料B；(3)造粒：将混合料B放入喷雾造粒干燥设备中进行喷雾造粒，坯料含水率为5.5％；(4)坯料装模与压制：将坯料倒入钢制模具中，压制坯体，施加压力为20MPa；(5)高温烧结：将装有坯料的模具放入电炉中高温烧结，先以10℃/min的升温速率，从室温升至1000℃，保温40min，然后以6℃/min的升温速率，从1000℃升至1100℃，保温60min，再以4℃/min的升温速率，升至1160℃，保温120min，随炉冷却后得到本发明所述的发泡陶瓷。
实施例6
一种利用铁尾矿协同冶金固废制备的发泡陶瓷，其主要由以下重量份的原料制成：铁尾矿30份，铬铁渣33份，锰冶炼渣8份，粉煤灰10份，高岭土10份，膨润土3份，硅藻土6份，发泡剂0.6份。
如图1所示，制备方法包括如下步骤：(1)原料研磨与筛分：按照配方将上述原料用球磨机研磨10h，过200目筛，得到混合料A；(2)湿磨：按重量份计，将68份的混合料A与32份的水，在球磨机中湿磨5h，得到混合料B；(3)造粒：将混合料B放入喷雾造粒干燥设备中进行喷雾造粒，坯料含水率为5％；(4)坯料装模与压制：将坯料倒入钢制模具中，压制坯体，施加压力为18MPa；(5)高温烧结：将装有坯料的模具放入电炉中高温烧结，先以10℃/min的升温速率，从室温升至1000℃，保温40min，然后以6℃/min的升温速率，从1000℃升至1100℃，保温60min，再以4℃/min的升温速率，升至1160℃，保温90min，随炉冷却后得到本发明所述的发泡陶瓷。
性能测试
对实施例制备的发泡陶瓷材料进行性能测试，结果如表1所示。
表1发泡陶瓷材料的性能检测结果
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，包括步骤如下：
S1：原料研磨与筛分：按照配方将原料用球磨机研磨4-10h，过200目筛，得到混合料A；
S2：湿磨：将混合料A加水在球磨机中湿磨5-8h，得到混合料B；
S3：造粒：将混合料B放入喷雾造粒干燥设备中进行喷雾造粒，得到的坯料含水率为4％-6％；
S4：坯料装模与压制：将S3中得到的坯料倒入钢制模具中，压制坯体，施加压力为10-20MPa；
S5：高温烧结：将装有坯料的钢制模具放入电炉中高温烧结，烧结温度为1120-1160℃，升温速率为4-15℃/min，保温时间为40-120min，烧结完成后，随炉冷却得到发泡陶瓷。
2.根据权利要求1所述的利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述S1中原料组成按重量份为：铁尾矿30-40份，铬铁渣30-50份，锰冶炼渣6-10份，粉煤灰4-12份，高岭土5-10份，膨润土2-5份，硅藻土3-7份，发泡剂0.1-1份。
3.根据权利要求1所述的利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述S2中按重量份计，混合料A为62-70，水为30-38份。
4.根据权利要求1所述的利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述S5中烧结时，先以10℃/min的升温速率，从室温升至1000℃，保温40min，然后以6℃/min的升温速率，从1000℃升温至1100℃，保温60min，最后以4℃/min的升温速率，从1100℃升温至1120-1160℃，保温90-120min。
5.根据权利要求2所述的利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述发泡剂为碳化硅，碳化硅的粒度不低于1000目。
6.根据权利要求2所述的利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述铁尾矿中，按重量份计，SiO2 75-80份，Al2O3 2-4份，CaO 2-5份，Fe2O3 5-10份，MgO 3-7份，Na2O 0-1份，K2O 0-1份。
7.根据权利要求2所述的利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述铬铁渣中按重量份计，SiO2 30-35份，Al2O3 9-12份，CaO 45-55份，Fe2O3 1-3份，MgO 5-8份，Na2O 0-1份，K2O 0-1份。
8.根据权利要求2所述的利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述锰冶炼渣中，按重量份计，SiO2 30-35份，Al2O3 8-15份，CaO 15-20份，Fe2O3 35-40份，MgO 1-3份，Na2O 0-1份，K2O 0-1份。
9.根据权利要求2所述的利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述粉煤灰中，按重量份计，SiO2 50-55份，Al2O3 16-20份，CaO22-27份，Fe2O3 4-8份，MgO0-1份，Na2O 1-3份，K2O 0-1份。
10.根据权利要求2所述的利用铁尾矿协同冶金固废制备发泡陶瓷的方法，其特征在于，所述高岭土中，按重量份计，SiO2 70-75份，Al2O3 15-20份，CaO 1-2份，Fe2O3 2-5份，MgO2-5份，Na2O 1-2份，K2O 2-6份；
所述膨润土中，按重量份计，SiO2 74-78份，Al2O3 8-12份，CaO 4-8份，Fe2O3 2-6份，MgO2-4份，Na2O 0-1份，K2O 1-2份；
所述硅藻土中，按重量份计，SiO2 80-85份，Al2O3 8-12份，CaO 2-5份，Fe2O3 1-3份，MgO1-3份，Na2O 0-1份，K2O 0-1份。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116082059A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-05-09 | 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司 | 一种以全固废为原料的低密度发泡陶瓷的制备方法 |
| CN116283229A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-06-23 | 国发环保新材料(江门)有限公司 | 一种利用矿渣及市政淤泥生产发泡陶瓷的配方及方法 |
| CN117285331A (zh) * | 2023-11-22 | 2023-12-26 | 秦皇岛创亿建材有限公司 | 一种高强度、高透水性的透水砖及其制备方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2664990A1 (en) * | 2009-04-29 | 2010-10-29 | Terry G. F. Lay | Composition and methods of producing glass and glass-ceramic materials from manganese tailings |
| CN102167618A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-08-31 | 武汉理工大学 | 一种粉煤灰-铁尾矿基多孔保温材料及其制备方法 |
| CN106242516A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-21 | 曹树梁 | 用危险废物、固体废物制造的陶瓷制品 |
| CN108439809A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-24 | 上海荣丰科技发展有限公司 | 基于冶炼炉渣的发泡微晶材料及其生产工艺 |
| CN110317028A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-10-11 | 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 | 一种铁尾矿免蒸免烧砖及其制备方法 |
| CN111320489A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-23 | 中南大学 | 一种固废基高强度泡沫陶瓷及其制备方法 |
| CN113480324A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-10-08 | 辽宁工业大学 | 一种粉煤灰和冶金废渣制备的发泡陶瓷及其制备方法 |
| CN114394845A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-26 | 湖南国发控股有限公司 | 一种高铬渣量烧结配方及协同发泡陶瓷生产工艺 |
-
2022
- 2022-10-12 CN CN202211246970.0A patent/CN115611611A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2664990A1 (en) * | 2009-04-29 | 2010-10-29 | Terry G. F. Lay | Composition and methods of producing glass and glass-ceramic materials from manganese tailings |
| CN102167618A (zh) * | 2011-01-14 | 2011-08-31 | 武汉理工大学 | 一种粉煤灰-铁尾矿基多孔保温材料及其制备方法 |
| CN106242516A (zh) * | 2016-08-12 | 2016-12-21 | 曹树梁 | 用危险废物、固体废物制造的陶瓷制品 |
| CN108439809A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-08-24 | 上海荣丰科技发展有限公司 | 基于冶炼炉渣的发泡微晶材料及其生产工艺 |
| CN110317028A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-10-11 | 中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 | 一种铁尾矿免蒸免烧砖及其制备方法 |
| CN111320489A (zh) * | 2020-03-04 | 2020-06-23 | 中南大学 | 一种固废基高强度泡沫陶瓷及其制备方法 |
| CN113480324A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-10-08 | 辽宁工业大学 | 一种粉煤灰和冶金废渣制备的发泡陶瓷及其制备方法 |
| CN114394845A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-26 | 湖南国发控股有限公司 | 一种高铬渣量烧结配方及协同发泡陶瓷生产工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李泽华: "利用高炉矿渣和铁尾矿制备开孔发泡陶瓷的研究" * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116082059A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-05-09 | 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司 | 一种以全固废为原料的低密度发泡陶瓷的制备方法 |
| CN116283229A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-06-23 | 国发环保新材料(江门)有限公司 | 一种利用矿渣及市政淤泥生产发泡陶瓷的配方及方法 |
| CN117285331A (zh) * | 2023-11-22 | 2023-12-26 | 秦皇岛创亿建材有限公司 | 一种高强度、高透水性的透水砖及其制备方法 |
| CN117285331B (zh) * | 2023-11-22 | 2024-01-23 | 秦皇岛创亿建材有限公司 | 一种高强度、高透水性的透水砖及其制备方法 |
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