低矽鐵尾礦膨脹陶粒及其製備方法

2023-09-18 17:12:45

低矽鐵尾礦膨脹陶粒及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種低矽鐵尾礦膨脹陶粒及其製備方法，其中陶粒的製備原料按重量配比包括50～60份鐵尾礦粉或者與其分量相當的低矽鐵尾礦漿、0～3份煤粉以及37～47份粘土或高嶺土或膨潤土，所述鐵尾礦粉或者低矽鐵尾礦漿的鐵尾礦中SiO2重量含量低於40%。本發明製備的陶粒突破了Riley三角相圖中核心膨脹區的範圍，鐵尾礦利用率較高，節約了陶粒生產成本。其中粒徑5～25mm的陶粒可作為建築輕質陶粒混凝土骨料、保溫隔熱材料或者園林陶粒。
【專利說明】低矽鐵尾礦膨脹陶粒及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及尾礦綜合利用領域，具體涉及一種低矽鐵尾礦膨脹陶粒及其製備方法。
【背景技術】
[0002]膨脹陶粒具有良好的市場應用價值，其主要用於建築與園林等方面，如輕質陶粒混凝土骨料、保溫隔音材料、園林陶粒等。目前，生產膨脹陶粒的原料主要有粉煤灰、粘土、頁巖等原料，以鐵尾礦為原料製備膨脹陶粒技術上還沒有突破。我國鐵尾礦產出量巨大，且因成分複雜而難以利用。我國長江中遊一帶產出的鐵尾礦屬低矽矽卡巖鐵尾礦，其具有貧、細、雜的特點，細粒鐵尾礦佔有較大的比例。由於生產膨脹陶粒的原料來源有限，鐵尾礦綜合利用具有顯著的經濟效益和環境，因而利用鐵尾礦生產膨脹陶粒具有良好的應用前景。目前已有研究者利用鐵尾礦製備膨脹陶粒，但都採用高矽尾礦作為原料，如專利「一種鐵礦尾礦陶粒及其製備方法」(申請號200910144295.9)所採用的鐵尾礦中SiO2含量為68.83% ；專利「利用高矽細粒鐵尾礦製作的陶粒及其製作方法」(申請號200910012729.X)所採用的鐵尾礦中SiO2含量高於65%。高矽鐵尾礦製備膨脹陶粒比較容易實現，在焙燒過程中易產生成陶所需的矽、鋁酸鹽礦物相成分，對陶粒的強度等主要性能有利。低矽鐵尾礦由於其矽、鋁含量較低，造成燒成陶粒強度較低且膨脹範圍較窄而難以利用，技術難度比高矽鐵尾礦要大的多。目前，還沒有有關於利用低矽鐵尾礦製備膨脹陶粒的信息的報導。
[0003]我國長江中遊地區鐵礦床屬於熱液夕卡鐵礦床，產生的鐵尾礦中SiO2含量較小，一般低於40%, Al2O3+ SiO2含量一般低於50%,礦物成分複雜且易風化、泥化,綜合利用難度較大。針對這類鐵尾礦性質，開發以其為原料製備膨脹陶粒的技術，具有重要的意義。
[0004]
【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題在於針對現有技術中難以將低矽鐵尾礦加工成膨脹陶粒的缺陷，提供一種低矽鐵尾礦膨脹陶粒及其製備方法。
[0006]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:
提供一種低矽鐵尾礦膨脹陶粒，所述陶粒的製備原料按重量配比包括50~60份鐵尾礦粉或者與其分量相當的低矽鐵尾礦漿、O~3份煤粉以及37~47份粘土或高嶺土或膨潤土，所述鐵尾礦粉或者低矽鐵尾礦漿的鐵尾礦中Si02+Al203含量低於50%。
[0007]本發明所述的低矽鐵尾礦膨脹陶粒中，所述鐵尾礦粉的粒徑小於0.45_。
[0008]本發明所述的低矽鐵尾礦膨脹陶粒中，所述煤粉粒徑小於0.074mm。
[0009]本發明所述的低矽鐵尾礦膨脹陶粒中，所述粘土、高嶺土或膨潤土的粒徑小於
0.074mm。
[0010]本發明所述的低矽鐵尾礦膨脹陶粒中，用粒徑5~25mm的所述陶粒作為建築輕質陶粒混凝土骨料、保溫隔熱 材料或者園林陶粒。
[0011]本發明解決其技術問題所採用的另一技術方案是:
提供一種低矽鐵尾礦膨脹陶粒的製備方法，包括以下步驟:(1)將50~60份鐵尾礦粉、O~3份煤粉、37~47份粘土(或高嶺土或膨潤土)分別在105~130°C下乾燥2~4h後，混合均勻，製得混合料；
(2)將混合料加入圓盤造球機中成球，成球過程採用的噴灑液為水溶液；成球後篩選出粒徑為5~25_的生球在130~160°C下乾燥2~4h ;
(3)將乾燥後的生球在600~900°C條件下預熱10~15min；
(4)將預熱後的生球快速轉移到1050~1150°C條件下焙燒10~15min，焙燒環境氣體中氧氣含量大於2%，得到燒成的膨脹型鐵尾礦陶粒。
[0012]本發明解決其技術問題所採用的第三技術方案是:
提供一種低矽鐵尾礦膨脹陶粒的製備方法，所述低矽鐵尾礦膨脹陶粒的製備步驟是:
(1)將低矽鐵尾礦礦漿濃縮至含水為30~35%的高濃度鐵尾礦礦漿，所述低矽鐵尾礦礦漿中鐵尾礦的SiO2重量含量低於40% ；
(2)將按重量比37~47份的粘土或高嶺土或膨潤土、O~3份煤粉加入與50~60份鐵尾礦粉相當的高濃度鐵尾礦漿中，然後經混合器混合均勻；
(3)將混合料經脫水機進一步脫水，使物料水分降低至10~15%；
(4)將脫水後的混合物製成小泥團；
(5)將小泥團滾圓，製成生球；
(6)將乾燥後的生球在600~900°C條件下預熱10~15min；` (7)將預熱後的生球快速轉移到1050~1150°C條件下焙燒10~15min，焙燒環境氣體中氧氣含量大於2%，得到燒成的膨脹型鐵尾礦陶粒。
[0013]本發明所述的製備方法中，步驟(4)具體為:將脫水後的混合物送入螺旋杆擠出機中，根據欲製備陶粒粒徑的大小，調整螺旋杆擠出機的運行參數，獲得小泥團。
[0014]本發明所述的製備方法中，步驟(5)具體為:將小泥團送入圓盤造球機中滾圓，製成生球。
[0015]本發明產生的有益效果是:本發明解決了利用低矽鐵尾礦製備膨脹陶粒的技術問題；利用低矽鐵尾礦、粘土或高嶺土或膨潤土、煤粉製備膨脹陶粒，本發明製備的陶粒突破了 Riley三角相圖中傳統核心膨脹區的範圍，鐵尾礦利用率較高，節約了陶粒生產成本。其中粒徑5~25_的陶粒可作為建築輕質陶粒混凝土骨料、保溫隔熱材料或者園林陶粒。
[0016]【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發明實施例利用鐵尾礦粉製備膨脹陶粒的工藝示意圖；
圖2是本發明實施例利用鐵尾礦礦漿製備膨脹陶粒工藝示意圖；
圖3是Riley原料成分組成三角相圖中傳統核心膨脹區和低矽鐵尾礦膨脹陶粒膨脹區的比較。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0019]本發明實施例的低矽鐵尾礦膨脹陶粒，其製備原料按重量配比包括50~60份鐵尾礦粉或者與其分量相當的低矽鐵尾礦漿、O~3份煤粉以及37~47份粘土或高嶺土或膨潤土，所述鐵尾礦粉或者低矽鐵尾礦漿的鐵尾礦中SiO2重量含量低於40%，SiO2+ Al2O3含量低於50%。粒徑5~25mm的陶粒可作為建築輕質陶粒混凝土骨料、保溫隔熱材料或者園林陶粒。
[0020]以下【具體實施方式】中可選用鐵尾礦的粒徑小於0.45mm,煤粉粒徑小於0.074mm,粘土、高嶺土和膨潤土的粒徑小於0.074mm,實施例中不再贅述。
[0021]表1鐵尾礦粒徑分布
【權利要求】
1.一種低矽鐵尾礦膨脹陶粒，其特徵在於，所述陶粒的製備原料按重量配比包括50~60份鐵尾礦粉或者與其分量相當的低矽鐵尾礦漿、O~3份煤粉以及37~47份粘土或高嶺土或膨潤土，所述鐵尾礦粉或者低矽鐵尾礦漿的鐵尾礦中SiO2重量含量低於40%。
2.根據權利要求1所述的低矽鐵尾礦膨脹陶粒，其特徵在於，所述鐵尾礦粉的粒徑小於 0.45mm.
3.根據權利要求1所述的低矽鐵尾礦膨脹陶粒，其特徵在於，所述煤粉粒徑小於0.074mm。
4.根據權利要求1所述的低矽鐵尾礦膨脹陶粒，其特徵在於，所述粘土、高嶺土或膨潤土的粒徑小於0.074mm。
5.根據權利要求1所述的低矽鐵尾礦膨脹陶粒，其特徵在於，用粒徑5~25_的所述陶粒作為建築輕質陶粒混凝土骨料、保溫隔熱材料或者園林陶粒。
6.一種低矽鐵尾礦膨脹陶粒的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)將50~60份鐵尾礦粉、O~3份煤粉、37~47份粘土(或高嶺土或膨潤土)分別在105~130°C下乾燥2~4h後，混合均勻，製得混合料； (2)將混合料加入圓盤造球機中成球，成球過程採用的噴灑液為水溶液；成球後篩選出粒徑為5~25_的生球在130~160°C下乾燥2~4h ; (3)將乾燥後的生球在600~900°C條件下預熱10~15min； (4)將預熱後的生球快速轉移到1050~1150°C條件下焙燒10~15min，得到燒成的膨脹型鐵尾礦陶粒。
7.—種低矽鐵尾礦膨脹陶粒的製備方法，其特徵在於，所述低矽鐵尾礦膨脹陶粒的製備步驟是: (1)將低矽鐵尾礦礦漿濃縮至含水為30~35%的高濃度鐵尾礦礦漿，所述低矽鐵尾礦礦漿中鐵尾礦的SiO2重量含量低於40% ； (2)將按重量比37~47份的粘土或高嶺土或膨潤土、O~3份煤粉加入與50~60份鐵尾礦粉相當的高濃度鐵尾礦漿中，然後經混合器混合均勻； (3)將混合料經脫水機進一步脫水，使物料水分降低至10~15%； (4)將脫水後的混合物製成小泥團； (5)將小泥團滾圓，製成生球； (6)將乾燥後的生球在600~900°C條件下預熱10~15min； (7)將預熱後的生球快速轉移到1050~1150°C條件下焙燒10~15min，焙燒環境氣體中氧氣含量大於2%，得到燒成的膨脹型鐵尾礦陶粒。
8.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於，步驟(4)具體為: 將脫水後的混合物送入螺旋杆擠出機中，根據欲製備陶粒粒徑的大小，調整螺旋杆擠出機的運行參數，獲得小泥團。
9.根據權利要求8所述的製備方法，其特徵在於，步驟(5)具體為: 將小泥團送入圓盤造球機中滾圓，製成生球。
【文檔編號】C04B14/04GK103755322SQ201310620026
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】雷國元, 宋均平, 劉博華 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司