一种利用铜尾矿制备高强度泡沫玻璃材料的方法，属于工业固废资源综合利用和环境保护领域。将铜尾矿、钢渣、石英砂、助熔剂等原料混合后，经过高温熔融，水淬，玻璃料粉磨、烧结等工序获得高强度泡沫玻璃材料。本发明专利技术中工业固废用量占原料总重量比例高达80％～95％，是一种工业固废大规模资源化利用的途径，可实现铜尾矿资源的“绿色”利用。并且本发明专利技术制备工艺未采用成孔剂发泡方式，工艺相对简单，制备过程容易控制，有利于实现工业化推广应用。所用原料全部为无机材料，符合国家A级不燃标准，其制备的泡沫玻璃材料性能优越，抗压强度可达到60MPa，抗折强度可达到20MPa。
【技术实现步骤摘要】
:本专利技术涉及，属于工业固废资源综合利用和环境保护领域。
技术介绍
:随着工业化快速发展，我国工业固体废弃物的产生量和堆存量不断增加，其中工业尾矿的积存量达到约60亿吨，且每年仍以新增排放约3亿吨的速度增加。目前矿山加强了尾矿再选技术开发，回收其中伴生金属或非金属资源，但产生的“二次”尾矿绝大部分仍是堆存处理，占用土地资源，污染周边环境。利用经过改性的尾矿作为建筑材料的原料，或者作为采矿采空区的充填材料使用是尾矿利用的两大重要途径，但目前实践应用量有限，提高尾矿绿色资源化综合利用率仍是当前的重要任务。铜尾矿是铜生产企业经过浮选或浸出等工艺选取铜资源后排放的固体废料，含有大量的硅酸盐矿物，可作为制备玻璃或者陶瓷材料的主要原料。专利公开号CN102924113A提出了一种铜尾矿制备多孔陶瓷吸附或过滤材料的方法，专利公开号CN103030341A、专利公告号CN100591635C提供了利用铜尾矿制备导热系数低、用于保温的多孔材料的方法，这些方法在工艺上都具有可行性，但制备过程均使用了成孔剂，在高温过程中成孔剂发泡气孔难以控制。专利公告号CN102674883B提供了一种利用铜尾矿制备泡沫陶瓷保温板的方法，该方法在成型过程中进行发泡，气孔结构较易控制，但高温烧结时为维持常温下产生的气孔结构，需严格控制烧成制度，对窑炉要求非常高，并且生产周期长、能耗较大，因此不利于技术推广应用。
技术实现思路
:本专利技术的目的是提供一种工艺相对简单、易于实现的利用铜尾矿制备高强度泡沫玻璃材料的方法，实现铜尾矿资源的综合利用，该方法具有明显的社会、经济和环境效益。本专利技术的具体技术方案，包括以下步骤:1、称料混合:按照各原料重量份数组成称取原料，各原料重量份数组成为:铜尾矿55?70份、钢渣25?40份、石英砂0?7份、助熔剂3?6份，并在料罐中搅拌，混合均匀；2、高温熔制:将搅拌均匀的混合料进行高温熔融，熔融温度控制为1470°C?1550°C，熔融时间为20min?60min，形成均匀熔体；3、水淬制料:将均匀熔体水淬，制得玻璃颗粒料，烘干后球磨，过80目筛，获得玻璃粉体料；4、玻璃料烧结:将球磨后的玻璃料压制成型或装填入耐热模具中，送入烧结炉中烧结，烧结制度为:预热阶段，室温?300°C，升温速率7?10°C /min，300°C保温lOmin ；快速升温阶段，300 °C?800 °C，升温速率15?30°C /min ；保温烧结阶段，800°C?烧结温度，升温速率5?7°C /min，烧结温度为830°C?1000 °C，恒温保温时间为20min?60min ；冷却阶段，烧结温度?500°C，冷却速率10?20°C /min，500°C以下可快速冷却。本专利技术具有以下优点:(1)工业固废用量占原料总重量比例高达80%?95%，是一种工业固废大规模资源化利用的途径，可实现铜尾矿资源的“绿色”利用。(2)未采用成孔剂发泡方式，制备工艺不需要添加成孔剂，工艺相对简单，制备过程容易控制，有利于实现工业化推广应用。(3)所用原料全部为无机材料，符合国家A级不燃标准，且制备的泡沫玻璃材料性能优越，其抗压强度可达到60MPa，抗折强度可达到20MPa。【具体实施方式】:实施例1按照各原料重量份数组成称取原料，各原料重量份数组成为:铜尾矿60份、钢渣30份、石英砂5份、助熔剂5份，并在料罐中搅拌，混合均匀；将搅拌均匀的混合料进行高温熔融，熔融温度控制为1500°C，熔融时间为30min，形成均匀熔体；将均匀熔体水淬，制得玻璃颗粒料，烘干后球磨，过80目筛，获得玻璃粉体料；将球磨后的玻璃料压制成型或装填入耐热模具中，送入烧结炉中烧结，烧结温度为850°C，恒温保温时间为60min ;冷却后得到泡沫玻璃材料，体积密度为0.95g/cm3，抗压强度59.97MPa，抗折强度17.05MPa。实施例2按照各原料重量份数组成称取原料，各原料重量份数组成为:铜尾矿55份、钢渣35份、石英砂4份、助熔剂6份，并在料罐中搅拌，混合均匀；将搅拌均匀的混合料进行高温熔融，熔融温度控制为1470°C，熔融时间为60min，形成均匀熔体；将均匀熔体水淬，制得玻璃颗粒料，烘干后球磨，过80目筛，获得玻璃粉体料；将球磨后的玻璃料压制成型或装填入耐热模具中，送入烧结炉中烧结，烧结温度为900°C，恒温保温时间为60min ;冷却后得到泡沫玻璃材料，体积密度为0.71g/cm3，抗压强度40.37MPa，抗折强度19.53MPa。实施例3按照各原料重量份数组成称取原料，各原料重量份数组成为:铜尾矿65份、钢渣30份、石英砂0份、助熔剂5份，并在料罐中搅拌，混合均匀；将搅拌均匀的混合料进行高温熔融，熔融温度控制为1550°C，熔融时间为20min，形成均匀熔体；将均匀熔体水淬，制得玻璃颗粒料，烘干后球磨，过80目筛，获得玻璃粉体料；将球磨后的玻璃料压制成型或装填入耐热模具中，送入烧结炉中烧结，烧结温度为1000°C，恒温保温时间为30min冷却后得到泡沫玻璃材料，体积密度为0.65g/cm3，抗压强度30.22MPa，抗折强度5.46MPa。实施例4按照各原料重量份数组成称取原料，各原料重量份数组成为:铜尾矿70份、钢渣25份、石英砂0份、助熔剂5份，并在料罐中搅拌，混合均匀；将搅拌均匀的混合料进行高温熔融，熔融温度控制为1550°C，熔融时间为30min，形成均匀熔体；将均匀熔体水淬，制得玻璃颗粒料，烘干后球磨，过80目筛，获得玻璃粉体料；将球磨后的玻璃料压制成型或装填入耐热模具中，送入烧结炉中烧结，烧结温度为950°C，恒温保温时间为40min ;冷却后得到泡沫玻璃材料，体积密度为0.57g/cm3，抗压强度27.87MPa，抗折强度5.03MPa。【主权项】1.，其特征在于:所用原料包括铜尾矿、钢渣、石英砂、助熔剂，各原料按重量份数组成为:铜尾矿55?70份、钢渣25?40份、石英砂0?7份、助熔剂3?6份。所述方法具体步骤如下: (1)称料混合:按照各原料重量份数组成称取原料，并在料罐中搅拌，混合均匀； (2)高温熔制:将搅拌均匀的混合料进行高温熔融，熔融温度控制为1470°C?1550°C，恪融时间20min?60min，形成均勾恪体； (3)水淬制料:将均匀熔体水淬，制得玻璃颗粒料，烘干后球磨，过80目筛，获得玻璃粉体料； (4)玻璃料烧结:将球磨后的玻璃料压制成型或装填入耐热模具中，送入烧结炉中烧结，烧结制度为: 预热阶段，室温?300°C，升温速率7?10°C /min，300°C保温lOmin ； 快速升温阶段，300 °C?800 °C，升温速率15?30°C /min ； 保温烧结阶段，800 °C?烧结温度，升温速率5?7°C /min，烧结温度为830°C?1000 °C，恒温保温时间为20min?60min ； 冷却阶段，烧结温度?500°C，冷却速率10?20°C /min，500°C以下可快速冷却。2.根据权利要求1所述，其特征在于:所用钢渣为钢铁厂多级破碎磁选后钢渣尾渣或细磨深度回收铁质后的钢渣尾泥。3.根据权利要求1所述，其特征在于:所用助熔剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾的一种或多种。【专利摘要】本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用铜尾矿制备高强度泡沫玻璃材料的方法，其特征在于：所用原料包括铜尾矿、钢渣、石英砂、助熔剂，各原料按重量份数组成为：铜尾矿55～70份、钢渣25～40份、石英砂0～7份、助熔剂3～6份。所述方法具体步骤如下：(1)称料混合：按照各原料重量份数组成称取原料，并在料罐中搅拌，混合均匀；(2)高温熔制：将搅拌均匀的混合料进行高温熔融，熔融温度控制为1470℃～1550℃，熔融时间20min～60min，形成均匀熔体；(3)水淬制料：将均匀熔体水淬，制得玻璃颗粒料，烘干后球磨，过80目筛，获得玻璃粉体料；(4)玻璃料烧结：将球磨后的玻璃料压制成型或装填入耐热模具中，送入烧结炉中烧结，烧结制度为：预热阶段，室温～300℃，升温速率7～10℃/min，300℃保温10min；快速升温阶段，300℃～800℃，升温速率15～30℃/min；保温烧结阶段，800℃～烧结温度，升温速率5～7℃/min，烧结温度为830℃～1000℃，恒温保温时间为20min～60min；冷却阶段，烧结温度～500℃，冷却速率10～20℃/min，500℃以下可快速冷却。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：艾仙斌，李晓晖，熊继海，范敏，席细平，石金明，王贺礼，桂双林，
申请(专利权)人：江西省科学院能源研究所，
类型：发明
国别省市：江西;36
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