一种矿山尾砂陶瓷坯体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种矿山尾砂陶瓷坯体，该坯体坯料包括以下质量百分比含量的原料：矿山尾砂40～60％，高岭土15～35％，铝矾土5～15％，钾长石10～15％，镁质泥3～8％，膨润土0～5％。通过优化配方和制备工艺，制备出的陶瓷坯体材料具有良好的物理性能，其吸水率≤0.5％，弯曲强度为35‑45MPa，应用于生产建筑陶瓷、卫生陶瓷等，能满足相关产品性能要求。同时公开了该矿山尾砂陶瓷坯体的制备方法，通过该方法对矿山尾砂进行再生利用有效地节约天然资源，促进矿山尾砂的资源综合利用，保护天然资源。

A kind of ceramic body of mine tailings and its preparation method

The present invention discloses a mine tailings ceramic body, which includes the following mass percentage content: 40 to 60% of mine tailings, 15 to 35% kaolin, 5 to 15% of bauxite, 10 to 15% of potash feldspar, 3 to 8% of magnesia, 0 to 5% of bentonite. By optimizing the formulation and preparation process, the prepared ceramic body material has good physical properties, its water absorption rate is less than 0.5%, the bending strength is 35 45MPa, which can be used in the production of building ceramics, sanitary ceramics and so on, which can meet the requirements of the related products. At the same time, the preparation method of the tailings ceramic body of the mine is disclosed. Through this method, the reclamation and utilization of the tailings of the mine can effectively save the natural resources, promote the comprehensive utilization of the resources of the tailings of the mine and protect the natural resources.

【技术实现步骤摘要】
一种矿山尾砂陶瓷坯体及其制备方法
本专利技术属于矿山废弃物应用
，特别涉及一种矿山尾砂陶瓷坯体及其制备方法。
技术介绍
随着我国经济建设的飞速发展以及人们对生活环境要求的提高，对室内装饰材料尤其是陶瓷墙地砖的需求量越来越大，有关数据显示，我国陶瓷墙地砖的年产量占世界总产量的60％以上，消耗了大量的优质陶瓷原料，传统的生产配方所需原料成本越来越高，寻求有效的原料替代传统生产原料迫在眉睫。矿山尾砂是在采矿过程中产生的废弃尾砂，我国矿产资源丰富，其开采量与市场十分巨大，同时也产生了大量的矿山尾砂。大部分矿山尾砂由于质量不稳定，含有较多杂质、处理规模小、应用存在二次污染等导致其再生利用率较低，目前主要的处理方式是筑坝堆存，占用了大量的耕地，对人类生存环境造成严重污染，某些尾砂库甚至出现崩塌造成人员伤亡的事故，矿山尾砂的处置问题亟待解决。黄金尾砂和锡尾砂分别为开采黄金矿和锡矿时产生的矿山尾砂，其成分主要为SiO2、Fe2O3、Al2O3，其中SiO2的含量一般可达70％以上，可作为陶瓷坯体原料中的硅质材料，同时提供了一定Al2O3，作为陶瓷坯体原料可有效地保证制备陶瓷坯体具有良好的力学性能，但是由于陶瓷材料制备原料种类复杂多样，在利用矿山尾砂制备陶瓷材料时没有较为成熟的配方，大部分存在吸水率高，坯体表面粗糙，烧结效率低等问题，利用此类矿山尾砂制备陶瓷材料难以进行推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对矿山尾砂难以进行资源化利用的现状，以矿山尾砂为原料，提供一种矿山尾砂陶瓷坯体。本专利技术的目的还在于提供上述矿山尾砂陶瓷坯体的制备方法，该方法简单，通过优化配方和制备工艺，可以有效利用矿山尾砂制成陶瓷坯体。本专利技术的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种矿山尾砂陶瓷坯体，该坯体坯料包括以下质量百分含量的原料：矿山尾砂、高岭土、膨润土是陶瓷坯体基础材料，铝矾土可有效提高陶瓷坯体的力学性能，镁质泥和钾长石作为熔剂可调节坯体烧成温度，降低能耗。本专利技术所述的矿山尾砂指主要包括锡矿尾砂和黄金矿尾砂，作为优选矿锡矿尾砂和黄金矿尾砂中SiO2含量都大于65％。所述锡矿尾砂和黄金尾砂按质量比例为1.0～1.5。所述矿山尾砂为颗粒粒径≤0.15mm的尾砂。由于矿山尾砂中一般铁含量较高，铁含量高会使烧成后陶瓷坯体颜色偏红，影响陶瓷坯体外观，同时会使陶瓷坯体带有导电性，影响使用效果，降低铁含量可提高陶瓷坯体白度和绝缘性，为此所述矿山尾砂中Fe元素含量≤1.0％。本专利技术的第二个目的是通过以下技术方案来实现的，上述矿山尾砂陶瓷坯体的制备方法，包括以下步骤：(1)将矿山尾砂进行预处理，获得矿山尾砂颗粒；(2)将预处理后的矿山尾砂、高岭土、膨润土、铝矾土、钾长石、镁质泥分别进行计量配料，混合后采用湿法球磨进行粉磨；(3)对球磨料进行干燥，压坯成型；(4)压制成型的坯料经过烘干后，先恒温预热，再恒温烧结，经冷却后获得矿山尾砂陶瓷坯体。进一步地，步骤(1)中预处理为烘干、磁选除铁和初步破碎筛分。进一步地，步骤(1)中矿山尾砂颗粒为颗粒粒径≤0.15mm的尾砂，其Fe元素含量≤1.0％。进一步地，步骤(3)中干燥采用喷雾干燥，压坯压力为260-290MPa。进一步地，步骤(4)中预热温度为450℃，预热时间为10min。进一步地，步骤(4)中烧结温度为1100-1200℃，烧结时间为30-50min通过该制备方法制备出的矿山尾砂陶瓷坯体，其吸水率≤0.5％，弯曲强度为35-45MPa，可应用于生产建筑陶瓷、卫生陶瓷等。本专利技术的有益效果：(1)通过对矿山尾砂进行再生利用，根据锡尾砂、黄金尾砂等本身SiO2含量较高、粒径较细的特点，同时含有一定量的Al2O3，可替代部分粘土、石英等制备出陶瓷坯体材料，应用于生产生活陶瓷、陶瓷砖等陶瓷制品，有效地节约天然资源，促进矿山尾砂的资源综合利用，保护天然资源。(2)针对矿山尾砂的成分进行分析，通过对矿山尾砂进行预处理，主要包括除杂、除铁和破碎粉磨，有利于提高陶瓷坯体白度，进一步提高坯料颗粒细度，降低坯体表面颗粒度，从而使得坯体表面更光滑，吸水率更低；使用喷雾干燥可进一步提高坯料的均匀性，有利于提高坯体烧结效率和力学性能。(3)本专利技术制备出的陶瓷坯体材料具有良好的物理性能，其吸水率≤0.5％，弯曲强度为35-45MPa，应用于生产建筑陶瓷、卫生陶瓷等，能满足相关产品性能的要求。附图说明图1是本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明，但并不能作为对本专利技术的限制，实施例中的制备方法只为举例说明本专利技术，而非以任何方式限制本专利技术的范围。实施例1一种矿山尾砂陶瓷坯体，其坯体坯料包括以下质量百分含量的原料：矿山尾砂50％，高岭土20％，铝矾土10％，钾长石15％、镁质泥5％。所述矿山尾砂坯体坯料中的矿山尾砂，主要包括锡尾砂和黄金尾砂，经化学分析，锡尾砂中SiO2含量为76.8％，Al2O3含量为13.5％，黄金尾砂SiO2含量为83.6％，Al2O3含量为10.9％。本实施例中，锡尾砂和黄金尾砂的质量比例为1.0。本实施例中，具体制备方法包括以下步骤：(1)矿山尾砂采用烘干、磁选除铁、初步破碎筛分的预处理，获得颗粒粒径≤0.15mm的尾砂，其Fe元素含量≤1.0％；(2)将预处理后的矿山尾砂、高岭土、铝矾土、钾长石、镁质泥分别按照上述比例进行计量配料，混合后采用湿法球磨进行粉磨；(3)对球磨料进行喷雾干燥，在280MPa下压坯成型；(4)压制成型的坯料经过烘干后，在450℃恒温预热10min，在1140℃温度下恒温烧结40min，经冷却后获得矿山尾砂陶瓷坯体。作为本专利技术的一个实施例，本实施例制备所得矿山尾砂陶瓷坯体根据标准GB/T3810.3-2006的方法测得吸水率为0.32％，弯曲强度为42.8MPa。实施例2一种矿山尾砂陶瓷坯体，其坯体坯料包括以下质量百分含量的原料：矿山尾砂55％，高岭土20％，膨润土2％，铝矾土8％，钾长石10％、镁质泥5％。所述矿山尾砂坯体坯料中的矿山尾砂，主要包括锡尾砂和黄金尾砂，经化学分析，锡尾砂中SiO2含量为76.8％，Al2O3含量为13.5％，黄金尾砂SiO2含量为83.6％，Al2O3含量为10.9％。本实施例中，锡尾砂和黄金尾砂的质量比例为1.5。本实施例中，所采用的矿山尾砂陶瓷坯体制备方法包括以下步骤：(1)矿山尾砂采用烘干、磁选除铁、初步破碎筛分的预处理，获得颗粒粒径≤0.15mm的尾砂，其Fe元素含量≤1.0％；(2)将经过预处理的矿山尾砂、高岭土、膨润土、铝矾土、钾长石、镁质泥分别按照上述比例进行计量配料，混合后采用湿法球磨进行粉磨；(3)对球磨料进行喷雾干燥，在280MPa压力下压坯成型；(4)压制成型的坯料经过烘干后，在450℃恒温预热10min，在1150℃温度下恒温烧结45min，经冷却后获得矿山尾砂陶瓷坯体。作为本专利技术的一个实施例，本实施例制备所得矿山尾砂陶瓷坯体根据标准GB/T3810.3-2006的方法测得吸水率为0.41％，弯曲强度为37.6MPa。实施例3一种矿山尾砂陶瓷坯体，其坯体坯料包括以下质量百分含量的原料：矿山尾砂45％，高岭土25％，膨润土5％，铝矾土10％，钾长石11％、镁质泥4％。所述矿山尾砂坯体坯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿山尾砂陶瓷坯体，其特征在于，该坯体坯料包括以下质量百分含量的原料：矿山尾砂40～60％高岭土15～35％铝矾土5～15％钾长石10～15％镁质泥3～8％膨润土0～5％。

【技术特征摘要】
1.一种矿山尾砂陶瓷坯体，其特征在于，该坯体坯料包括以下质量百分含量的原料：矿山尾砂40～60％高岭土15～35％铝矾土5～15％钾长石10～15％镁质泥3～8％膨润土0～5％。2.根据权利要求1所述的矿山尾砂陶瓷坯体，其特征在于，所述的矿山尾砂指主要包括锡矿尾砂和黄金矿尾砂。3.根据权利要求1所述的矿山尾砂陶瓷坯体，其特征在于，所述矿山尾砂为颗粒粒径≤0.15mm的尾砂，其Fe元素含量≤1.0％。4.根据权利要求2所述的矿山尾砂陶瓷坯体，其特征在于，所述矿锡矿尾砂和黄金矿尾砂中SiO2含量都大于65％。5.根据权利要求2或4所述的矿山尾砂陶瓷坯体，其特征在于，所述锡矿尾砂和黄金尾砂按质量比例为1.0～1.5。6.根据权利要求1-4任一项所述的矿山尾砂陶瓷坯体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将矿山尾砂进行预处理，获得矿山尾砂颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦俊明，陈哲，谢红波，苏青，刘兴博，吴春丽，陈美婵，李向涛，黎清容，李学文，
申请(专利权)人：广东省建筑材料研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44