利用低矽型金礦尾礦製作陶瓷坯體的方法

2023-05-10 06:22:21 1

利用低矽型金礦尾礦製作陶瓷坯體的方法
【專利摘要】本發明涉及一種利用低矽型金礦尾礦製作陶瓷坯體的方法，屬於尾礦資源化利用技術和材料【技術領域】。該方法是以未經加工的低矽型金礦尾礦與陶土為主要原料，將兩種物質以一定的質量比均勻混合製成坯料，然後將坯料與適量水混合製成生坯，生坯成型後再將生坯以一定的燒成制度在窯爐中燒製成陶瓷坯體，該坯體經後期釉色變化可形成多種花樣和類型的陶瓷產品。本發明能為資源化、減量化利用低矽型金礦尾礦提供一種新途徑，又能為陶瓷產業提供一種新資源。
【專利說明】利用低矽型金礦尾礦製作陶瓷坯體的方法
[0001]【技術領域】:本發明涉及一種利用低矽型金礦尾礦製作陶瓷坯體的方法，屬於尾礦資源化利用技術和材料【技術領域】。
[0002]【背景技術】:我國是礦業大國，隨著礦山發展，尾礦年排放量和堆積量也隨之加大。尾礦作為礦山廢棄物，對環境危害巨大；作為二次資源，目前還沒有被有效、充分利用。因此，尾礦的綜合利用仍然是個難題，引起社會重視。
[0003]我國是一個陶瓷大國，國內外對各類陶瓷產品，特別是具有中國風格的陶瓷產品需求量巨大，其資源消耗量也十分巨大。現有陶瓷資源的有限性以及生產過程中陶瓷資源浪費嚴重、能量消耗大等問題，將會制約我國陶瓷產業的快速發展。
[0004]金礦床類型眾多，主要包括石英脈型、蝕變巖型、矽卡巖型和韌性剪切帶型等具有重要工業意義的礦床類型。由於金礦床中金礦物的相對含量較少，目前國家制定的工業指標為:金礦邊界品位lg/t、工業品位3g/t。以工業品位達到3g/t為例，採集I噸礦石，即使金的回收率達到100%，產生的尾礦量是I噸礦石減去3克金，要生產Ikg黃金，尾礦量將達到333.332t。這種特殊的礦石組成特點，使開採過程中尾礦的排放量十分巨大。
[0005]然而，金礦尾礦中含有大量脈石礦物，主要為石榴石，透輝石、方解石、白雲石、石英、長石、綠泥石、矽灰石、綠簾石及少量閃石、金雲母、黑雲母等，這些物質是製備陶瓷材料的重要成分。
[0006]在已公開的專利中，有利用黃金尾礦來生產陶瓷色釉以及利用黃金尾礦顆粒、竹炭、紫金土顆粒和矽酸鈉水溶液製備生態陶瓷磚的方法。但是，這些技術尚不能全面、徹底解決金礦尾礦的資源化問題。
[0007]低矽型尾礦具 有矽質含量低、活化性差、成形難度大、成分複雜等特點。在其資源化、減量化利用過程中是難以解決的技術難題。本發明根據礦物學和結晶學原理，通過現代試驗方法，實現廢棄、難利用資源的高效利用。不但能為低矽型金礦尾礦資源化、減量化利用提供一種新途徑，又能為陶瓷產業提供一種新資源。在建設資源節約型、環境友好型社會和礦山的科學發展過程中也具有重大意義。

【發明內容】
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[0008]發明目的:本發明提供一種利用低矽型金礦尾礦製作陶瓷坯體的方法，其目的在於對低矽型金礦尾礦實現資源化利用和減量化堆積，同時為陶瓷產業提供一類新型的資源。
[0009]技術方案:本發明是通過以下技術方案實施的:
[0010]一種利用低矽型金礦尾礦製作陶瓷坯體的方法，其特徵在於:以低矽型金礦尾礦與陶土為主要原料，塑形後，用電窯燒製成陶瓷坯體，該方法採取如下步驟:
[0011](I)坯料製備:將低矽型金礦尾礦與陶土以I~9:9~I的質量比進行均勻混合，製成坯料，金礦尾礦不需再加工，陶土顆粒粒徑在200目以下；
[0012](2)生坯製備:將步驟(1)得到的坯料放入混料機中混料均勻，然後加入適量的水攪拌均勻，使混合物形成具有可塑狀態的泥團，該泥團應保持在一定外力作用下能夠產生形變，但不開裂，當外力去掉後，仍能保持其形狀不變；
[0013](3)生坯成型:用可塑成型法將泥團加工成需要的形狀和尺寸，置於通風處乾燥待燒；
[0014](4)坯體燒成:生坯在室溫條件下放入電窯中，燒制氛圍採用氧化氣氛，燒制溫度範圍在300°C~1100°C之間，保持均勻的升、降溫梯度，經5~8小時，自然冷卻至室溫。
[0015]所米用的金礦尾礦為低娃型金礦尾礦，是SiO2質量百分比含量低於65%的尾礦類型，並且是直接排放、未經加工的低矽型金礦尾礦，陶土的顆粒粒徑小於200目。
[0016]所利用的原料低矽型金礦尾礦包括:矽卡巖型金礦尾礦、韌性剪切帶型金礦尾礦和蝕變巖型金礦尾礦低矽含量的金礦尾礦。
[0017]優點及效果:本發明利用低矽型金礦尾礦製作陶瓷坯體的方法，與其他尾礦利用方法以及陶瓷坯體製作方法相比具有如下優點:
[0018](I)本發明能夠資源化、減量化利用低矽型金礦尾礦，製成陶瓷產品的坯體，該坯體經後期釉色變化可形成多種花樣和類型的陶瓷產品.[0019](2)本發明只需要低矽型金礦尾礦和陶土兩種材料作為坯體原料，原料簡單易得；低矽型金礦尾礦不需要再加工，將其與陶土進行均勻混合即可，工藝方法簡單易行；燒制溫度範圍在300°C~1100°C之間，燒制溫度較低；成品率高，適於工業化生產。
[0020](3)本發明燒成的坯體具有結構穩定，硬度高(表面摩氏硬度達到5.5~6)、耐磨等特點.內部微觀結構見圖板中Al-1~A3-2、B1-1~B3_2、C1_1~C3-2，由圖可見，不同粒徑的顆粒能夠比較均勻地分布於樣品內部、粒徑較大的顆粒能與周圍粒徑細小的基質物質緊密嵌合。
[0021](4)經測試，本發明燒成的坯體樣品吸水率在3.71%~19.93%之間，吸水率在3%~10%範圍內的樣品佔樣品總數的37%，吸水率在3%~15%範圍內的樣品佔樣品總數的74%，吸水率平均值達到11.98%。
[0022](5)本發明中尾礦用量佔原料總量的質量百分比可達90%，能夠資源化、減量化利用低矽型金礦尾礦。
[0023](6)本發明能夠為陶瓷產業提供一種低成本，且能大量利用的新資源。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0024]附圖1為本發明的實施例1的微觀結構照片；包括:(I)Al-1~A1-2:矽卡巖型金礦尾礦:陶土 =1:9 (質量比)製成陶瓷坯體的微觀結構照片；
[0025](2) Bl-1~B1-2:韌性剪切帶型金礦尾礦:陶土 =1:9 (質量比)製成陶瓷坯體的微觀結構照片；
[0026](3) Cl-1~C1-2:蝕變巖型金礦尾礦:陶土 =1:9 (質量比)製成陶瓷坯體的微觀結構照片；
[0027]附圖2為本發明的實施例2的微觀結構照片；包括:
[0028](4) A2-1~A2-2:矽卡巖型金礦尾礦:陶土 =1:1 (質量比)製成陶瓷坯體的微觀結構照片；
[0029](5) B2-1~B2-2:韌性剪切帶型金礦尾礦:陶土 =1:1 (質量比)製成陶瓷坯體的微觀結構照片；[0030](6) C2-1~C2-2:蝕變巖型金礦尾礦:陶土 =1:1 (質量比)製成陶瓷坯體的微觀結構照片；
[0031 ] 附圖3為本發明的實施例3的微觀結構照片；包括:
[0032](7) A3-1~A3-2:矽卡巖型金礦尾礦:陶土 =9:1 (質量比)製成陶瓷坯體的微觀結構照片；
[0033](8) B3-1~B3-2:韌性剪切帶型金礦尾礦:陶土 =9:1 (質量比)製成陶瓷坯體的微觀結構照片；
[0034](9) C3-1~C3-2:蝕變巖型金礦尾礦:陶土 =9:1 (質量比)製成陶瓷坯體的微觀結構照片。
【具體實施方式】:
[0035]實施步驟:
[0036]( I)坯料製備:將金礦尾礦與陶土以I~9:9~I的質量比進行均勻混合，製成坯料。金礦尾礦不需加工，陶土顆粒粒徑在200目以下；
[0037](2)生坯製備:將步驟(1)得到的坯料放入混料機中混料均勻，然後再加入適量的水攪拌均勻，使混合物形成具有可塑狀態的泥團，該泥團應保持在一定外力作用下能夠產生形變，但不開裂，當外力去掉後，仍能保持其形狀不變；
[0038](3)生坯成型:用可塑成型法將泥團加工成需要的形狀和尺寸，置於通風處乾燥待燒；
[0039](4)坯體燒成:生坯在室溫條件下放入電窯中，燒制氛圍採用氧化氣氛，燒制溫度範圍在300°C~1100°C之間，保持均勻的升、降溫梯度，經5~8小時燒成後，自然冷卻至室溫。
[0040]所米用的金礦尾礦為低娃型金礦尾礦，娃的含量佔金礦尾礦質量百分比低於65%。
[0041]下面以實例對本發明進行詳細說明:
[0042]實施例1:
[0043]將某矽卡巖型金礦尾礦與陶土 (顆粒粒徑在200目以下)以1:9的質量比進行均勻混合，製成坯料.將得到的坯料放入混料機中混料均勻，然後再加入適量的水攪拌均勻，使混合物形成具有可塑狀態的泥團，用可塑成型法將泥團加工成所需形狀的生坯，並置於通風處乾燥待燒。最後將生坯用電窯燒製成坯體，燒成制度採用【具體實施方式】中步驟(4)所述。
[0044]燒成樣品平均吸水率達到4.98%，且每個樣品吸水率與吸水率平均值相差不到10%,還體樣品表面摩氏硬度達到5.5~6。
[0045]實施例2:
[0046]將某矽卡巖型金礦尾礦與陶土 (顆粒粒徑在200目以下)以1:1的質量比進行均勻混合，製成坯料.將得到的坯料放入混料機中混料均勻，然後再加入適量的水攪拌均勻，使混合物形成具有可塑狀態的泥團，用可塑成型法將泥團加工成所需形狀的生坯，並置於通風處乾燥待燒.最後將生坯用電窯燒製成坯體，燒成制度採用【具體實施方式】中步驟(4)所述。
[0047]燒成樣品平均吸水率達到12.00%,且每個樣品吸水率與吸水率平均值相差不到10%,還體樣品表面摩氏硬度達到5.5~6。
[0048]實施例3:
[0049]將某矽卡巖型金礦尾礦與陶土 (顆粒粒徑在200目以下)以9:1的質量比進行均勻混合，製成坯料.將得到的坯料放入混料機中混料均勻，然後再加入適量的水攪拌均勻，使混合物形成具有可塑狀態的泥團，用可塑成型法將泥團加工成所需形狀的生坯，並置於通風處乾燥待燒.最後將生坯用電窯燒製成坯體，燒成制度採用【具體實施方式】中步驟(4)所述。
[0050]燒成樣品平均吸水率達到18.71%，且每個樣品吸水率與吸水率平均值相差不到10%,還體樣品表面摩氏硬度達到5.5~6。
[0051]以上是本發明的幾個實施例，但本發明的保護不局限於以上實例，如:低矽型金礦尾礦與陶土比例還可以是I~9:9~I範圍內的其他比例，如:低矽型金礦尾礦:陶土=2: 3、5: 8、7:4等等，也都能實現本發明的目的；低矽型金礦尾礦也可採用韌性剪切帶型金礦尾礦、蝕變巖型金礦尾礦以及高矽含量的金礦尾礦，我們都做過實驗，並且能夠達到本發明所述的效 果。
【權利要求】
1.一種利用低矽型金礦尾礦製作陶瓷坯體的方法，其特徵在於:以低矽型金礦尾礦與陶土為主要原料，塑形後，用電窯燒製成陶瓷坯體，該方法採取如下步驟: (1)?料製備:將低娃型金礦尾礦與陶土以I~9:9~I的質量比進行均勻混合,製成坯料，金礦尾礦不需再加工，陶土顆粒粒徑在200目以下； (2)生坯製備:將步驟(1)得到的坯料放入混料機中混料均勻，然後加入適量的水攪拌均勻，使混合物形成具有可塑狀態的泥團，該泥團應保持在一定外力作用下能夠產生形變，但不開裂，當外力去掉後，仍能保持其形狀不變； (3)生坯成型:用可塑成型法將泥團加工成需要的形狀和尺寸，置於通風處乾燥待燒； (4)坯體燒成:生坯在室溫條件下放入電窯中，燒制溫度範圍在300°C~1100°C之間，保持均勻的升、降溫梯度，經5~8小時，自然冷卻至室溫。
2.根據權利要求1所述的利用低矽型金礦尾礦製作陶瓷坯體的方法，其特徵在於:所採用的金礦尾礦為低矽型金礦尾礦，是SiO2質量百分比含量低於65%的尾礦類型，並且是直接排放、未經加工的低矽型金礦尾礦，陶土的顆粒粒徑小於200目。
3.根據權利要求1所述的利用低矽型金礦尾礦製作陶瓷坯體的方法，其特徵在於:所利用的原料低矽型金礦尾礦包括:矽卡巖型金礦尾礦、韌性剪切帶型金礦尾礦和蝕變巖型金礦尾礦低娃含量的金礦尾礦。
【文檔編號】C04B33/22GK103613363SQ201310660546
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月6日 優先權日:2013年12月6日
【發明者】黃菲, 劉睿, 高尚, 高文元, 劉佳, 楊多 申請人:東北大學