CN102417368A - 利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷及其制作方法 - Google Patents

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周惠文
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本发明涉及工业固体废弃物利用技术领域，特别是一种利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷及其制作方法。泡沫陶瓷由下述原料配合料重量百分比所组成：铁尾矿60～70%、粉煤灰5-20%、煤矸石4-10%、粘土0-5%、长石0-5%、页岩1-3%、蛭石2-5%、珍珠岩1-5%。制作方法：将配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，制成20-80目的颗粒，采用半干压成型法在陶瓷压砖机上压成块状，然后置于窑炉中烧结，或者将磨细的粉末放进耐火模具中烧结，烧结温度为1150℃-1250℃。本发明的有益效果是：减轻尾矿对环境的危害；将高硅铁尾矿用在泡沫陶瓷中可以代替石英砂等，因此还可以降低能耗，从而降低生产成本。

Description

利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷及其制作方法
技术领域
    本发明涉及工业固体废弃物利用技术领域，特别是一种利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷及其制作方法。
背景技术
泡沫陶瓷是经窑炉高温烧结，发泡制成的一种内部互不连贯完全密闭的均匀多孔、轻质固体无机材料。具有容重小、导热系数低、机械强度高、不吸水、防水抗渗、隔热保温、防腐抗裂能力强等特点。泡沫陶瓷作为建筑材料可使建筑物的整体重量减轻，可以降低结构成本；因为该产品隔热、保温，从而可使冬季采暖和夏季降温用的能源大大降低；因为该产品吸音、防水、无辐射，从而使居住质量得到提高。 
传统泡沫陶瓷的主要原料：石英砂、长石、页岩、蛭石，珍珠岩、外加剂等。
随着矿产资源的不断开采,尾矿排放量与日俱增。尾矿的堆积容易造成大气、土壤和地下水污染, 破坏生态环境，甚至可以引发泥石流地质灾害。因此尾矿治理和综合利用是十分紧迫的事。
近年尾矿资源综合利用研究结果表明，矿山尾矿的物质组成虽千差万别，但其中的组分及开发利用途径仍是有规律可循的。矿物成分、化学成分及其工艺性能这三大要素构成了尾矿资源利用可行性的基础。磨细的尾矿构成了一种复合的矿物原料，其中某些微量元素的作用具有许多鲜为人知的工艺特点。由于基本不需对这些原料再作破碎和其它处理，制造出来的产品往往节约能耗且成本较低，因此经济效益十分显著。试验表明：大多数尾矿可以成为传统原料的代用品，甚至可以成为别具特色的新型原料，如高硅尾矿（SiO2＞60%）,可以作建筑材料、公路用砂、陶瓷、玻璃、微晶玻璃、花岗岩以及硅酸盐新材料的原料。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷，利用尾矿、煤矸石、粉煤灰等工业固体废弃物为主要原料生产泡沫陶瓷可以大量消化工业固体废弃物，降低能耗，从而降低生产成本。
本发明的另一个目的是提供一种利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
本发明的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷，其特征在于由下述原料配合料按重量百分比所组成：
铁尾矿60～70%、粉煤灰5-20%、煤矸石4-10%、粘土0-5%、长石0-5%、页岩1-3%、蛭石2-5%、珍珠岩1-5%，
所述的由下述原料配合料按重量百分比所组成：铁尾矿70%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、长石2%、页岩1%、蛭石2%、珍珠岩3%。
所述的由下述原料配合料按重量百分比所组成：铁尾矿63%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、粘土5%，长石2%、页岩1%、蛭石4%、珍珠岩3%。
本发明的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将原料铁尾矿60～70%、粉煤灰5-20%、煤矸石4-10%、粘土0-5%、长石0-5%、页岩1-3%、蛭石2-5%、珍珠岩1-5%按重量百分比配料，将此配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的配合料粉末制成20-80目的颗粒，采用半干压成型法在陶瓷压砖机上压成块状，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1150℃-1250℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
或者，本发明的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将原料铁尾矿60～70%、粉煤灰5-20%、煤矸石4-10%、粘土0-5%、长石0-5%、页岩1-3%、蛭石2-5%、珍珠岩1-5%按重量百分比配料，将此配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的配合料粉末直接放进耐火模具中，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1150℃-1250℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
本发明的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将重量百分比为：铁尾矿70%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、长石2%、页岩1%、蛭石2%、珍珠岩3%的原料配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm,将磨细的原料配合料粉末制成20-80目的颗粒，采用半干压成型法在陶瓷压砖机上压成块状，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1210℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
或者，本发明的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将重量百分比为:铁尾矿70%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、长石2%、页岩1%、蛭石2%、珍珠岩3%的原料配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的原料配合料粉末放进耐火模具中，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1150℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
或者，本发明的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将重量百分比为：铁尾矿63%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、粘土5%、长石2%、页岩1%、蛭石4%、珍珠岩3%的原料配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的粉末制成20-80目的颗粒，采用半干压成型法在陶瓷压砖机上压成块状，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1210℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
或者，本发明的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将重量百分比为：铁尾矿63%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、粘土5%、长石2%、页岩1%、蛭石4%、珍珠岩3%的原料配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的粉末放进耐火模具中，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1150℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
所述的窑炉为室式电炉、电热辊道窑、燃气辊道窑、燃气梭式窑或燃气隧道窑。
本发明的有益效果是：
1. 高硅铁尾矿是一种矿山废弃物，它侵占耕地、污染环境甚至有可能造成尾矿库溃坝等危及生命财产安全的灾害性事故。将它作为工业原料加以利用可以减少其堆存量，减轻尾矿对环境的危害。
2. 由于高硅铁尾矿是一种废弃物，所以它除了运输费用以外其它成本基本为零，利用高硅铁尾矿分别代替泡沫陶瓷中的石英砂、长石、页岩、蛭石等的部分使用量，实现资源的二次利用。同时因为原料中掺有煤矸石、粉煤灰等可燃物，还可以降低能耗从而降低生产成本。
总之，本发明带来的好处是充分利用废弃的尾矿，减少环境污染、降低生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例说明本发明的具体实施方式。
本发明的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷，其特征在于由下述原料配合料按重量百分比所组成：
铁尾矿60～70%、粉煤灰5-20%、煤矸石4-10%、粘土0-5%、长石0-5%、页岩1-3%、蛭石2-5%、珍珠岩1-5%。
本发明的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将原料铁尾矿60～70%、粉煤灰5-20%、煤矸石4-10%、粘土0-5%、长石0-5%、页岩1-3%、蛭石2-5%、珍珠岩1-5%按重量百分比配料，将此配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的配合料粉末制成20-80目的颗粒，采用半干压成型法在陶瓷压砖机上压成块状，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1150℃-1250℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
或者，本发明的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将原料铁尾矿60～70%、粉煤灰5-20%、煤矸石4-10%、粘土0-5%、长石0-5%、页岩1-3%、蛭石2-5%、珍珠岩1-5%按重量百分比配料，将此配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的配合料粉末直接放进耐火模具中，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1150℃-1250℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
所述的窑炉为室式电炉、电热辊道窑、燃气辊道窑、燃气梭式窑或燃气隧道窑。
实施例1
将重量百分比为：铁尾矿70%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、长石2%、页岩1%、蛭石2%、珍珠岩3%的原料配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm,将磨细的原料配合料粉末制成20-80目的颗粒，采用半干压成型法在陶瓷压砖机上压成块状，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1210℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。所得到的产品内部气孔均匀独立，密度为450kg/m3。抗压强度14Mpa，抗弯强度3Mpa。
实施例2
将重量百分比为:铁尾矿70%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、长石2%、页岩1%、蛭石2%、珍珠岩3%的原料配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的原料配合料粉末放进耐火模具中，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1150℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。所得到的产品内部气孔均匀独立，密度为650kg/m3。抗压强度20Mpa，抗弯强度6Mpa。
实施例3
将重量百分比为：铁尾矿63%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、粘土5%、长石2%、页岩1%、蛭石4%、珍珠岩3%的原料配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的粉末制成20-80目的颗粒，采用半干压成型法在陶瓷压砖机上压成块状，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1210℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。所得到的产品内部气孔均匀独立，密度为350kg/m3。抗压强度12Mpa，抗弯强度2.5Mpa。
实施例4
将重量百分比为：铁尾矿63%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、粘土5%、长石2%、页岩1%、蛭石4%、珍珠岩3%的原料配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的粉末放进耐火模具中，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1150℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。所得到的产品内部气孔均匀独立，密度为550kg/m3。抗压强度16Mpa，抗弯强度4Mpa。
本发明充分利用废弃的高硅铁尾矿分别代替泡沫陶瓷中的石英砂、长石、页岩、蛭石等的部分使用量，实现资源的二次利用。同时因为原料中掺有煤矸石、粉煤灰等可燃物，还可以降低能耗，从而降低生产成本，减少高硅铁尾矿的堆放量，有效地减少环境污染。

Claims (10)

1.一种利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷，其特征在于由下述原料配合料按重量百分比所组成：
铁尾矿60～70%、粉煤灰5-20%、煤矸石4-10%、粘土0-5%、长石0-5%、页岩1-3%、蛭石2-5%、珍珠岩1-5%。
2.根据权利要求1所述的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷，其特征在于所述的由下述原料配合料按重量百分比所组成：铁尾矿70%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、长石2%、页岩1%、蛭石2%、珍珠岩3%。
3.根据权利要求1所述的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷，其特征在于所述的由下述原料配合料按重量百分比所组成：铁尾矿63%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、粘土5%，长石2%、页岩1%、蛭石4%、珍珠岩3%。
4.一种利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将原料铁尾矿60～70%、粉煤灰5-20%、煤矸石4-10%、粘土0-5%、长石0-5%、页岩1-3%、蛭石2-5%、珍珠岩1-5%按重量百分比配料，将此配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的配合料粉末制成20-80目的颗粒，采用半干压成型法在陶瓷压砖机上压成块状，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1150℃-1250℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
5.一种利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将原料铁尾矿60～70%、粉煤灰5-20%、煤矸石4-10%、粘土0-5%、长石0-5%、页岩1-3%、蛭石2-5%、珍珠岩1-5%按重量百分比配料，将此配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的配合料粉末直接放进耐火模具中，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1150℃-1250℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
6.根据权利要求4所述的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将重量百分比为：铁尾矿70%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、长石2%、页岩1%、蛭石2%、珍珠岩3%的原料配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm,将磨细的原料配合料粉末制成20-80目的颗粒，采用半干压成型法在陶瓷压砖机上压成块状，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1210℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
7.根据权利要求5所述的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将重量百分比为:铁尾矿70%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、长石2%、页岩1%、蛭石2%、珍珠岩3%的原料配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的原料配合料粉末放进耐火模具中，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1150℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
8.根据权利要求4所述的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将重量百分比为：铁尾矿63%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、粘土5%、长石2%、页岩1%、蛭石4%、珍珠岩3%的原料配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的粉末制成20-80目的颗粒，采用半干压成型法在陶瓷压砖机上压成块状，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1210℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
9.根据权利要求5所述的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于将重量百分比为：铁尾矿63%、粉煤灰17 %、煤矸石5%、粘土5%、长石2%、页岩1%、蛭石4%、珍珠岩3%的原料配合料置于球磨机中粉碎至粒度小于0.07mm，将磨细的粉末放进耐火模具中，然后置于窑炉中烧结，烧结温度为1150℃，烧结时间周期为28小时，其中升温段9小时、烧成段1小时、降温段18小时，自然冷却。
10.根据权利要求4或5所述的利用高硅铁尾矿制造的泡沫陶瓷的制作方法，其特征在于所述的窑炉为室式电炉、电热辊道窑、燃气辊道窑、燃气梭式窑或燃气隧道窑。
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