一种防锈蚀铁矿石尾矿陶粒及制备方法技术

一种防锈蚀铁矿石尾矿陶粒，其包括原料及wt%为：粒度≤0.088mm的硬质粘土：28～50%，粒度≤0.088mm的转炉钢渣：10～40%，粒度≤0.088mm的铁矿石尾矿：5～45%，粒度≤0.088mm的膨润土：5～10%，粒度≤0.1mm的废塑料粉：0.05～3%，城市污泥：1～5%；制备步骤：将所有物料混合；置入圆筒造球机或圆盘造球机中制造生球；干燥；预热；焙烧；自然冷却至室温，备用。本发明专利技术利用尾矿、钢渣制造陶粒的技术措施，可以最大限度的利用二次资源，变废为宝，并利用500万吨球团产线生产，其陶粒体积密度1.70～2.10g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种防锈蚀铁矿石尾矿陶粒及制备方法
本专利技术涉及一种无机材料
，具体设计一种利用铁矿石尾矿及其它废弃物制备的陶粒及方法。其适用于制作建筑材料、保温材料、种植载体材料。
技术介绍
降低生产成本是企业、国家的重要策略之一，是企业提高竞争力的重要措施之一，尤其是钢铁企业更为重要。在本专利技术之前，高炉炉料中球团用量20%，2017年8月降低到14%，而梅山钢铁基地和湛江基地的球团用量在5-8%，因此球团用量最低可能会达到原来用量的25%。以武钢鄂州球团500万吨产能计算，最大的困难在于可能出现300万吨以上的生产能力富余，而球团保产压力却不能降低；鄂州球团有限公司降成本压力也增加，满负荷球团销售存在困难，负荷不足生产成本增加。回转窑生产陶粒有历史，但都是10-50万吨规模，成本高；铁矿石尾矿库存上亿吨，资源浪费，且有灾害隐患；球团兼产陶粒有可行性；本申请人在研究铁矿石尾矿的生产过程中，发现铁矿石尾矿量过大，存在尾矿中的硫酸盐析出的问题，容易造成二次污染。如何利用铁尾矿原料生产适应建筑和保温材料使用的陶粒产品，既可以变废为宝，得到综合利用，又可以减少对环境的污染，那么如何抑制尾矿中的硫酸根离子，是一个很关键的技术。本专利技术的技术利用硬质粘土与尾矿资源，生产改性后酸根离子稳定的陶粒产品，可以用于建筑材料、保温材料。经专利检索：有提出利用页岩、粉煤灰、粘土生产出陶粒，其特征在于陶粒的原料组成为页岩，粉煤灰，粘土，外加剂=71：10：15：4。通过正交设计等试验方法获得最佳的烧成工艺参数为：干燥温度：110℃，干燥时间：2h；预热温度：400℃，预热时间：15min；焙烧温度为1200℃，焙烧时间为5min。工业化生产出堆积密度为470kg／m3、筒压强度为2.3MPa、吸水率为2.1％的超轻页岩陶粒产品。其存在原料来源不足，成本较高的问题。中国专利号为CN201310620026.1的文献，其公开了一种《低硅铁尾矿膨胀陶粒及其制备方法》，其原料组成：50～60份铁尾矿粉、37～47份粘土或高岭土或膨润土、0～3份煤。铁尾矿粉中氧化硅小于40%，可生产5～25mm的陶粒。在预热温度105～130℃干燥2-4h，在600～900℃预热10～15min，焙烧温度1050～1150℃下焙烧10～15min，可以烧制出堆积密度650kg/m3、筒压强度5.43MPa、吸水率为8.75%的陶粒产品。作为建筑轻质混凝土骨料、保温隔热材料使用。该专利技术铁尾矿用量少，粘土与膨润土用量大，造球时强度低，容易生球粉化，而煤粉的加入虽然可以增加气孔，但增加了陶粒的开裂。中国专利号为CN201510277931.0的《一种利用粘土性含铁尾矿制作超轻陶粒的方法》，其特征在于陶粒的原料组成为粘土性含铁尾矿40～48%、煤系高岭土或煤矸石40～48%、脱水污泥8～15%。其制备工艺流程为混料——造球——干燥——预热——焙烧——冷却。在预热温度500～600℃，焙烧温度1250～1350℃，升温速度10～15℃/min的工艺条件下，可以烧制出堆积密度390kg/m3、筒压强度1.2MPa、吸水率为3.8%的超轻陶粒产品。该专利技术使用煤系高岭土或煤矸石量大，造球难，脱水污泥容易起砂，粘性差，铁尾矿浮选后呈酸性，不固化容易腐蚀设备，再筒压强度低，堆积密度相对较大。中国专利号为CN200910144295.9的文献，公开了《一种铁矿尾砂陶粒及其制备方法》，其特征在于陶粒的原料组成为铁矿尾砂60～70%、粘土25～40%、秸秆粉末1～3%。其制备工艺包括混料、造粒、干燥、焙烧、冷却。在预热温度100～110℃干燥6-8h，焙烧温度1120～1200℃下焙烧6～8min，可以烧制出堆积密度490-702kg/m3的陶粒产品。该专利技术由于采用秸秆粉，其容易吸水膨胀，使造球时强度低，生球容易粉化，引起陶粒开裂。中国专利号为CN201610019831.2的《一种脱硫石膏和铁尾矿陶粒及其制备方法》，其特征在于陶粒的原料组成为铁尾矿50～60份、脱硫石膏10～20份、粉煤灰20～30份、煤粉0～6份。其制备工艺包括混料、造粒、干燥、焙烧、冷却。在预热温度100～120℃干燥4-6h，260～500℃预热8-15min，焙烧温度1080～1200℃下焙烧25～35min，可以烧制出堆积密度700-900kg/m3、筒压强度4-6MPa、吸水率为5-10%的的陶粒产品。该专利技术使用粉煤灰量大，煤粉燃烧容易产生气体，造球难，脱硫石膏酸性大，容易产生硫酸酸雾，铁尾矿浮选后呈酸性，不固化容易腐蚀设备。文献《污泥陶粒的性能特征与烧制工艺》，研制所用污泥中黏土、粉砂和砂的所占比例分别为10.15％、60.92%和27.94%；污泥具备烧制污泥陶粒的基本条件。在1050～1125℃下，烧制的污泥陶粒堆积密度略高于国标对轻粗集料的要求，但物理性能达到高机械性能陶粒的标准，特别是在1075℃时烧制的污泥陶粒抗压强度最大，达到71.7MPa，表观密度为2.45g／cm3。在900～1075℃的烧制温度下，污泥陶粒抗压强度和表观密度随烧制温度的增加而增大；当烧制温度>1075℃时，污泥陶粒抗压强度和表观密度随着烧制温度的增加而减小。其存在原料粘性太大，不利于球团生产，成本较高的问题。文献《利用钢渣制备陶粒的实验研究》，确定了陶粒的配方为：粉煤灰75％、钢渣10％、粘土10％和碳粉5％。通过正交设计等试验方法获得最佳的烧成工艺参数为：预热温度：600℃，预热时间：20min；烧结温度1230℃，烧结时间4min。烧结后的陶粒剖面周围是棕灰色的较致密的外壳，内部形成疏松的蜂窝状结构。陶粒外表面具有明显的釉面光泽。堆积密度可达830Kg／m3，筒压强度可达6．8MPa，吸水率为3．01％。其各项指标均符合GB／T17431．1中规定的高强陶粒要求。通过XRD和SEM分析可知，陶粒内部大部分是硅酸盐和铝酸盐的玻璃体，构成了疏松多孔的蜂窝状结构。系统分析了钢渣的化学成分在烧制陶粒过程中的作用和陶粒膨胀机理，研究表明：钢渣的化学成分和矿物组成对陶粒在烧结过程中的膨胀和助熔起重要的作用。该文献表明钢渣也可以用于生产陶粒。中国专利号为CN201510273757.2的文献，公开了《一种轻质高强陶粒及其制备工艺》，其特征在于陶粒组成包括高岭土尾矿5～15份、煤矸石55～65份、粉煤灰20～40份混合作为基础料，再按照100份基础料加1.5～3份成孔剂的比例混合造球；成孔剂为稻壳、碳酸盐、高钙粉煤灰等。烧成温度1050℃下焙烧10～20min，可以烧制出陶粒产品。该专利技术主要为脊性料，存在粘接性差，成球性差，若大工业化生产，则难以保证产品质量。其存在原料来源不足，成本较高的问题。文献《利用废渣生产陶粒及陶粒生产线节能减排措施》，利用粉煤灰生产陶粒的主要方法有：(1)回转窑法。粉煤灰掺量一般≤75％。主要优点是：根据粉煤灰的主要性能，调整配方、焙烧温度、时间，既可生产超轻陶粒，也可生产普通陶粒或高强陶粒，适用于年产2～10万m3的生产线；其缺点是生产能耗较大，成本高，建设投资较多。(2)烧结机法。粉煤灰掺量高达80％。主要优点是：对粉煤灰无特殊要求，中、粗、细灰或干、湿、半干灰等均可使用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防锈蚀铁矿石尾矿陶粒，其包括原料及重量百分比含量为：粒度≤0.088mm的硬质粘土：28～50%，粒度≤0.088mm的转炉钢渣：10～40%，粒度≤0.088mm的铁矿石尾矿：5～45%，粒度≤0.088mm的膨润土：5～10 %，粒度≤0.1mm的废塑料粉：0.05～3%，城市污泥：1～5 %；陶粒性能：堆积密度在1.70～2.10g/cm

【技术特征摘要】
1.一种防锈蚀铁矿石尾矿陶粒，其包括原料及重量百分比含量为：粒度≤0.088mm的硬质粘土：28～50%，粒度≤0.088mm的转炉钢渣：10～40%，粒度≤0.088mm的铁矿石尾矿：5～45%，粒度≤0.088mm的膨润土：5～10%，粒度≤0.1mm的废塑料粉：0.05～3%，城市污泥：1～5%；陶粒性能：堆积密度在1.70～2.10g/cm3，耐压强度3～9KN。2.如权利要求1所述的一种防锈蚀铁矿石尾矿陶粒，其特征在于：粒度≤0.088mm的硬质粘土重量百分比含量在28～35%。3.如权利要求1所述的一种防锈蚀铁矿石尾矿陶粒，其特征在于：所述城市污泥水分重量百分比含量不大于2%。4.如权利要求1所述的一种防锈蚀铁矿石尾矿陶粒，其特征在于：粒度≤0.088mm的铁矿石尾矿重量百分比含量在15～45%。5.制备如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国涛，张洪雷，刘黎，李伟，徐林，骆福辉，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42