[发明专利]硅灰石-钙铁辉石晶相微晶陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供了一种硅灰石‑钙铁辉石晶相微晶陶瓷及其制备方法，方法可包括：将铜尾矿提硫选铁尾渣预处理与辅料粉体混合均匀得制坯粉料；运转圆锅式造粒机中造粒后过筛得颗粒基础料；经流化床干燥至含水量6～8％，密封陈腐得颗粒料；装入模具压制成型得微晶陶瓷坯体；再经涂釉、烧结和后处理得微晶陶瓷。所述微晶陶瓷包括硅灰石‑钙铁辉石复合晶相，体积密度为2.3～2.8g/cmsupgt;3/supgt;，吸水率为5.2～7.3％，抗压强度为31～62MPa。本发明工艺流程短，环境危害性小；可实现铜尾矿提硫选铁尾渣的完全资源化利用，无残留物产生，极大地解决了尾矿堆积问题；获得的微晶陶瓷含铁量极少，适用于建筑装饰、道路广场等许多领域。

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理与资源化利用领域，具体来讲，涉及一种以铜尾矿提硫选铁尾渣为原料的硅灰石-钙铁辉石晶相微晶陶瓷及其制备方法。

背景技术

据估计，每生产1吨铜，就会排放约400吨铜尾矿。铜尾矿提硫选铁尾渣为对铜尾矿进行氧化焙烧、硫释放与回收、磁选等处理后产生的废渣，属于固体废弃物的一种。大量废渣的堆积不仅占用土地资源，而且可对环境造成威害，也造成了资源浪费。将铜尾矿提硫选铁尾渣作为制备微晶陶瓷的原料，所获得的微晶陶瓷可用于建筑装饰，对铜尾矿提硫选铁尾渣的资源化利用和环境保护具有重要的实际意义。

自20世纪60年代初以来，俄罗斯开始采用多种方法来生产高价值的微晶玻璃，包括熔融烧结和烧结结晶法。熔融-烧结法，指将研磨好的各种材料在炉内熔化，置于模具中，依次退火。烧结-结晶法，指将多种材料加入添加剂后，先后经历了熔炼、水淬、研磨、压制成型和热处理。无论采用哪种方法，在制作母玻璃的过程中，原材料均需要在高温(1300℃以上)进行熔融，能耗较高。同时工艺流程长，成本高。因此，如何降低工艺温度，降低生产成本，缩短工艺路线成为制备微晶玻璃的首要考虑因素。

利用含铁高的铜尾矿作为原料直接制备的微晶玻璃存在颜色深、脆性大，应用价值低，不宜用于建筑装饰等问题，同时铁资源也没有进行回收，造成了资源浪费。因此，研发一种环保、成本低、工艺简单的微晶陶瓷制备方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种对铜尾矿提硫选铁尾渣的资源化利用途径，本发明的目的之二在于提供一种“一步法”直接烧结制备微晶陶瓷的方法，本发明的目的之三在于提供一种微晶陶瓷。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种铜尾矿提硫选铁尾渣制备微晶陶瓷的方法。

所述方法可包括步骤：将主料粉体与辅料粉体混合均匀，获得制坯粉料；其中，主料粉体由铜尾矿提硫选铁尾渣研磨后得到，主料粉体在制坯粉料中的质量占比在85％以上；将制坯粉料置于运转的圆锅式造粒机中，同时喷入聚乙烯醇水溶液，待造粒工序完成后过筛，获得合格粒径的颗粒基础料；将合格粒径颗粒基础料送入流化床干燥器中，干燥至含水量为6～8％，密封陈腐，获得合格的颗粒料；将合格颗粒料装入模具压制成型，获得微晶陶瓷坯体；将微晶陶瓷坯体进行涂釉、烧结、冷却和后处理，获得所述微晶陶瓷。

可选择地，所述铜尾矿提硫选铁尾渣可包括对铜尾矿进行氧化焙烧、硫释放与回收以及磁选后产生的工业固体废弃物，并含有按照质量百分比计的以下成分：20％～60.12％SiO₂、2.13％～7.82％CaO、8.09％～12.01％Fe₂O₃、3.15％～8.12％MgO、4.25％～10％Al₂O₃、3.56％～5.23％Na₂O和2.48％～5.11％K₂O。

所述研磨获得粒径小于0.074mm的粉体。

所述混合均匀指将主料粉体和辅料粉体置于球磨机球磨10～30min，获得混合均匀的制坯粉料。

所述制坯粉粒的筛分能将制坯粒料的粒径可控制在0.25mm～0.85mm。