CN108147664A - 一种利用尾矿制备玻璃透水砖的方法 - Google Patents

一种利用尾矿制备玻璃透水砖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种利用尾矿制备玻璃透水砖的方法，步骤如下：按重量组分计，称取金尾矿7.5～8.5份，石英砂0.1～0.2份，石灰0.6～1.6份，氧化铝0.2～0.4份，硼酸0.35～0.55份，混合均匀后放入加热炉中加热，保温，得到混合熔融物；将所述混合熔融物快速倒入水中，得到玻璃块；将所述玻璃块粉碎，获得玻璃颗粒；将所述玻璃颗粒均匀平铺于耐火模具上，然后将耐火模具置于加热炉中按照一定升温速率加热至一定温度，保温，然后随炉冷却；脱去耐火模具，得到玻璃透水砖。本发明以尾矿为主要原料制备玻璃透水砖，尾矿用量占原料总质量的70％以上，有效提高了尾矿的循环利用率；本发明提供的制备方法工艺简单、成本低，具有广泛的工业应用价值。

Description

一种利用尾矿制备玻璃透水砖的方法
技术领域
本发明涉及尾矿资源综合利用及透水砖技术领域，尤其涉及一种利用尾矿制备玻璃透水砖的方法。
背景技术
矿产资源开发会产生大量尾矿，尾矿堆积量过大不仅污染环境，占用土地资源，同时也存在很大安全隐患。利用尾矿生产透水砖等材料是解决尾矿堆积问题的一条有效途径。目前透水砖大多是将骨料、粘结剂等原料混合压制后在一定条件下养护或者高温烧结而成。这些透水砖已经得到较为广泛的应用，在城市建设中发挥重要作用。但从尾矿综合利用角度来看，现有技术对尾矿的利用率普遍较低。
中国专利CN103204698B公开了一种利用铁尾矿制备环保型透水砖的方法，以铁尾矿、废玻璃渣、长石、粘土、碳化硅为原料，经破碎、球磨、配料、湿混、干燥、成型、烧成等步骤制成透水砖，尾矿用量为30％-40％，透水砖通过发泡剂使砖体在烧结过程中出现相互贯通的孔隙进而产生透水效果，而这种贯通的孔隙越多，砖体的抗压强度就会降低，使得透水率和抗压强度存在矛盾。
中国专利CN105777065A公开了一种黄金尾矿透水砖的制备方法，以黄金尾矿为主要原料，经尾矿预处理、石油钻井废液浸渍、原料混合陈腐、造粒成型、烧结等步骤，制成透水砖，所用原料除了黄金尾矿外，还有煤矸石、粘土等20种材料，黄金尾矿所占比例为40％-60％，原料预处理工序较多，配比相对较复杂，尾矿利用率较低。
除此之外，现有技术制得的透水砖还存在砖体表面粗糙、外观单调、抗压强度低和耐磨性差的缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种能有效提高尾矿利用率、改善透水砖力学性能的利用尾矿制备玻璃透水砖的方法。
本发明提供一种利用尾矿制备玻璃透水砖的方法，包括以下步骤：
S101，按重量组分计，称取金尾矿7.5～8.5份，石英砂0.1～0.2份，石灰0.6～1.6份，氧化铝0.2～0.4份，硼酸0.35～0.55份，混合均匀后放入加热炉中加热，保温，得到混合熔融物；
S102，将所述混合熔融物快速倒入水中，得到玻璃块；
S103，将所述玻璃块粉碎，获得玻璃颗粒；
S104，将所述玻璃颗粒均匀平铺于耐火模具上，然后将耐火模具置于加热炉中按照一定升温速率加热至一定温度，保温，然后随炉冷却；
S105，脱去耐火模具，得到玻璃透水砖。
进一步地，步骤S101中，按重量组分计，称取金尾矿7.5份，石英砂0.2份，石灰1.35份，氧化铝0.4份，硼酸0.55份。
进一步地，步骤S101中，按重量组分计，称取金尾矿8.5份，石英砂0.1份，石灰0.85份，氧化铝0.2份，硼酸0.35份。
进一步地，步骤S101中，按重量组分计，称取金尾矿8份，石英砂0.15份，石灰1.1份，氧化铝0.3份，硼酸0.45份。
进一步地，步骤S101中，所述金尾矿、石英砂、石灰、氧化铝和硼酸的粒径不大于0.074mm，以5～6℃/min的速率将加热炉从25℃升温至1200℃，加热炉升温至1200℃后保温2h。
进一步地，所述玻璃颗粒的粒径为0.7～2.5mm或2.5～15mm时，将耐火模具置于加热炉中以3℃/min的速率将加热炉从25℃升温至720～910℃，加热炉的温度达到最高温度后保温1h。
进一步地，所述玻璃颗粒的粒径为0.08～0.63mm时，将耐火模具置于加热炉中，以3℃/min的速率将加热炉从25℃升温至680～870℃，加热炉的温度达到最高温度后保温1h。
进一步地，得到的玻璃透水砖的抗压强度为30～40MPa，透水系数为1～8mm/s。
与现有技术相比，本发明以尾矿为主要原料制备玻璃透水砖，尾矿用量占原料总质量的70％以上，有效提高了尾矿的循环利用率；利用本发明提供的制备方法获得的玻璃透水砖表面为圆润颗粒状，具有玻璃光泽，外观漂亮，透水性好，防滑耐磨，抗压强度为30～40MPa，透水系数为1～8mm/s；本发明提供的制备方法工艺简单、成本低，具有广泛的工业应用价值。
附图说明
图1是本发明一种利用尾矿制备玻璃透水砖的方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种利用尾矿制备玻璃透水砖的方法，包括以下步骤：
步骤S101，按重量组分计，称取金尾矿7.5～8.5份，石英砂0.1～0.2份，石灰0.6～1.6份，氧化铝0.2～0.4份，硼酸0.35～0.55份，混合均匀后放入加热炉中加热，以5～6℃/min的速率使加热炉从25℃升温至1200℃，加热炉的温度达到1200℃后保温2h，得到混合熔融物，混合熔融物即为液态的玻璃水，原料中，金尾矿、石英砂、石灰、氧化铝和硼酸的粒径不大于0.074mm，金尾矿中含有二氧化硅85.98wt％、氧化镁0.64wt％、氧化钙1.7wt％、氧化铝3.06wt％、氧化铁5.34wt％和其他杂质。
步骤S102，将混合熔融物快速倒入水中，在水温的影响下，混合熔融物的温度急剧下降，形成玻璃块。
步骤S103，将玻璃块粉碎，获得玻璃颗粒。
步骤S104，将玻璃颗粒均匀平铺于耐火模具上，然后将耐火模具置于加热炉中按照一定升温速率加热至一定温度，保温，然后随炉冷却；当玻璃颗粒的粒径为0.7～2.5mm或2.5～15mm时，将耐火模具置于加热炉中以3℃/min的速率将加热炉从25℃升温至720～910℃，加热炉的温度达到最高温度后保温1h；当玻璃颗粒的粒径为0.08～0.63mm时，将耐火模具置于加热炉中，以3℃/min的速率将加热炉从25℃升温至680～870℃，加热炉的温度达到最高温度后保温1h。
步骤S105，脱去耐火模具，得到抗压强度为30～40MPa、透水系数为1～8mm/s的玻璃透水砖。
下面给出本发明的玻璃透水砖的制备方法的几个实施例，结合实施例对上述制备方法进行举例说明。
实施例1：
按重量组分计，称取金尾矿7.5份，石英砂0.2份，石灰1.35份，氧化铝0.4份，硼酸0.55份，混合均匀后放入加热炉中加热，以5℃/min的速率将加热炉从25℃升温至1200℃，并在1200℃条件下保温2h，得到混合熔融物；将混合熔融物快速倒入水中，得到玻璃块；将玻璃块粉碎，得到玻璃颗粒；筛选出粒径为0.7～2.5mm的玻璃颗粒，均匀平铺于耐火模具上，铺设厚度为30mm，然后将耐火模具置于加热炉中以3℃/min的速率将加热炉从25℃升温至750℃，并在750℃条件下保温1h，然后随炉冷却；脱除耐火模具，进行切割，获得玻璃透水砖。
利用实施例1获得的玻璃透水砖具有玻璃光泽、防滑耐磨，厚度为26mm，颜色为浅棕色，其表面为圆润颗粒状，经实验测得玻璃透水砖的抗压强度为38.5MPa，透水系数为3mm/s。
实施例2：
按重量组分计，称取金尾矿8份，石英砂0.15份，石灰1.1份，氧化铝0.3份，硼酸0.45份，混合均匀后放入加热炉中加热，以5℃/min的速率将加热炉从25℃升温至1200℃，并在1200℃条件下保温2h，得到混合熔融物；将混合熔融物快速倒入水中，得到玻璃块；将玻璃块粉碎，得到玻璃颗粒；筛选出粒径为2.5～15mm的玻璃颗粒，均匀平铺于耐火模具上，铺设厚度为30mm，然后将耐火模具置于加热炉中以3℃/min的速率将加热炉从25℃升温至800℃，并在800℃条件下保温1h，然后随炉冷却；脱除耐火模具，进行切割，获得玻璃透水砖。
利用实施例2获得的玻璃透水砖具有玻璃光泽、防滑耐磨，厚度为28mm，颜色为深棕色，其表面为圆润颗粒状，经实验测得玻璃透水砖的抗压强度为35MPa，透水系数为6mm/s。
实施例3：
按重量组分计，称取金尾矿8.5份，石英砂0.1份，石灰0.85份，氧化铝0.2份，硼酸0.35份，混合均匀后放入加热炉中加热，以6℃/min的速率将加热炉从25℃升温至1200℃，并在1200℃条件下保温2h，得到混合熔融物；将混合熔融物快速倒入水中，得到玻璃块；将玻璃块粉碎，得到玻璃颗粒；筛选出粒径为0.08～0.63mm的玻璃颗粒，均匀平铺于耐火模具上，铺设厚度为30mm，然后将耐火模具置于加热炉中以3℃/min的速率将加热炉从25℃升温至720℃，并在720℃条件下保温1h，然后随炉冷却；脱除耐火模具，进行切割，获得玻璃透水砖。
利用实施例3获得的玻璃透水砖具有玻璃光泽、防滑耐磨，厚度为24mm，颜色为灰色，其表面为圆润颗粒状，经实验测得玻璃透水砖的抗压强度为40MPa，透水系数为5mm/s。
与现有技术相比，本发明以尾矿为主要原料制备玻璃透水砖，尾矿用量占原料总质量的70％以上，有效提高了尾矿的循环利用率；利用本发明提供的制备方法获得的玻璃透水砖表面为圆润颗粒状，具有玻璃光泽，外观漂亮，透水性好，防滑耐磨，抗压强度为30～40MPa，透水系数为1～8mm/s；本发明提供的制备方法工艺简单、成本低，具有广泛的工业应用价值。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (8)

1.一种利用尾矿制备玻璃透水砖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101，按重量组分计，称取金尾矿7.5～8.5份，石英砂0.1～0.2份，石灰0.6～1.6份，氧化铝0.2～0.4份，硼酸0.35～0.55份，混合均匀后放入加热炉中加热，保温，得到混合熔融物；
S102，将所述混合熔融物快速倒入水中，得到玻璃块；
S103，将所述玻璃块粉碎，获得玻璃颗粒；
S104，将所述玻璃颗粒均匀平铺于耐火模具上，然后将耐火模具置于加热炉中按照一定升温速率加热至一定温度，保温，然后随炉冷却；
S105，脱去耐火模具，得到玻璃透水砖。
2.如权利要求1所述的利用尾矿制备玻璃透水砖的方法，其特征在于，步骤S101中，按重量组分计，称取金尾矿7.5份，石英砂0.2份，石灰1.35份，氧化铝0.4份，硼酸0.55份。
3.如权利要求1所述的利用尾矿制备玻璃透水砖的方法，其特征在于，步骤S101中，按重量组分计，称取金尾矿8.5份，石英砂0.1份，石灰0.85份，氧化铝0.2份，硼酸0.35份。
4.如权利要求1所述的利用尾矿制备玻璃透水砖的方法，其特征在于，步骤S101中，按重量组分计，称取金尾矿8份，石英砂0.15份，石灰1.1份，氧化铝0.3份，硼酸0.45份。
5.如权利要求1所述的利用尾矿制备玻璃透水砖的方法，其特征在于，步骤S101中，所述金尾矿、石英砂、石灰、氧化铝和硼酸的粒径不大于0.074mm，以5～6℃/min的速率将加热炉从25℃升温至1200℃，加热炉升温至1200℃后保温2h。
6.如权利要求1所述的利用尾矿制备玻璃透水砖的方法，其特征在于，所述玻璃颗粒的粒径为0.7～2.5mm或2.5～15mm时，将耐火模具置于加热炉中以3℃/min的速率将加热炉从25℃升温至720～910℃，加热炉的温度达到最高温度后保温1h。
7.如权利要求1所述的利用尾矿制备玻璃透水砖的方法，其特征在于，所述玻璃颗粒的粒径为0.08～0.63mm时，将耐火模具置于加热炉中，以3℃/min的速率将加热炉从25℃升温至680～870℃，加热炉的温度达到最高温度后保温1h。
8.如权利要求1所述的利用尾矿制备玻璃透水砖的方法，其特征在于，得到的玻璃透水砖的抗压强度为30～40MPa，透水系数为1～8mm/s。
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