一种硅酸镁陶质材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种硅酸镁陶质材料及其制备方法。制备方法包括：将含蛇纹石矿物的原料进行干燥和破碎，得到第一粉体；或者，将含蛇纹石矿物的原料进行干燥和破碎，得到第一粉体，再将第一粉体进行焙烧，得到第二粉体；将第一粉体和/或第二粉体与配料进行混合，获得混合物料粉体；将混合物料粉体进行造粒，获得球形颗粒状坯体；将球形颗粒状坯体进行干燥和烧结，获得硅酸镁陶质材料。硅酸镁陶质材料包括硅酸镁陶粒和/或硅酸镁陶砂，硅酸镁陶粒的直径为5mm～30mm，硅酸镁陶砂的直径为150μm～5mm。本发明专利技术以主要含蛇纹石的岩石、废石、尾矿为原料生产硅酸镁陶质材料，实现了多种固体废物的资源化利用。物的资源化利用。物的资源化利用。

【技术实现步骤摘要】
一种硅酸镁陶质材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于废矿废渣资源化利用
和材料
，具体涉及一种以含蛇纹石矿物的原料为原料制备硅酸镁陶质材料的制备方法、以及该硅酸镁陶质材料产品。

技术介绍

[0002]我国是蛇纹石矿资源大国，已探明的储量超过5亿吨。蛇纹岩在开采过程中产生大量碎矿石，粒度<2～3cm的尾矿约占开采矿石量的1/3至1/2。据统计资料，每年被抛弃的粉矿高达10万吨。这些粉矿含有丰富的氧化镁、二氧化硅、氧化铁、氧化钙，是很有利用价值的矿物资源。但迄今为止还缺乏有效的利用途径，很多矿区以堆存为主，在占用大量宝贵的土地资源的同时，还对环境带来了潜在污染。
[0003]另一方面，陶粒由于具有轻质、高强等特点，在国内众多领域有着日渐广泛的应用，在建筑领域，可以代替日益紧缺的砂石等自然建筑材料用于生产混凝土，筛分后所得粒径小于5mm陶砂由化学和热稳定性好，可以用于代替天然河砂生产轻质混凝土、轻质砂浆等，是一种优质的天然砂石替代资源，在建筑领域供不应求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本专利技术目的之一在于提供一种含蛇纹石的岩石、废石、尾矿为原料，制备方法简单、节能减排、产品附加值高、生态环境效益高的硅酸镁陶质材料制备方法。又如，本专利技术的另一目的在于提供一种具有密度小、轻质多孔、吸水性强、保温性能好、强度高、耐火阻燃等优异属性的硅酸镁陶质材料，硅酸镁陶质材料包括硅酸镁陶粒和/或硅酸镁陶砂。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的一方面提供了一种硅酸镁陶质材料的制备方法，包括以下步骤：将含蛇纹石矿物的原料进行干燥和破碎，得到第一粉体；或者，将含蛇纹石矿物的原料进行干燥和破碎，得到第一粉体，再将第一粉体进行焙烧，得到第二粉体；将第一粉体和/或第二粉体与配料进行混合，获得混合物料粉体；将混合物料粉体进行造粒，获得球形颗粒状坯体；将球形颗粒状坯体进行干燥和烧结，获得所述硅酸镁陶质材料；其中，所述配料包括电石渣粉、粉煤灰粉、黄砂粉、硅石渣粉、长石选矿尾渣粉、霞石选矿尾渣粉、伊利石黏土废渣粉、膨润土废渣粉和废玻璃粉中的一种或多种。
[0006]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述含蛇纹石矿物的原料可包括蛇纹岩、蛇纹石选矿尾矿和温石棉选矿尾矿中的一种或多种。
[0007]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述第一粉体可包括质量比为25～40：35～40：2～10：2～15：2～5的MgO、SiO2、CaO、Fe2O3和Al2O3，所述第一粉体的粒径可为150μm以下，例如，第一粉体的粒径为10～150μm。
[0008]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述焙烧工序可为在650℃～1200℃下焙烧2min～90min；例如可以在950～1150℃下焙烧12～25min。所述焙烧在包括立窑、回转窑或预分解窑中的其中一种焙烧窑中进行，所述第二粉体的主晶相可为橄榄石。
[0009]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述配料的粒径可为75μm以下，例如，配料的粒径为2、3、4、10、20、30、40、50、60、70、71、74、75μm。
[0010]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述配料可包括电石渣粉、硅石渣粉、长石选矿尾渣粉、霞石选矿尾渣粉、伊利石黏土废渣粉、膨润土废渣粉和废玻璃粉中的一种或多种，例如包括电石渣粉和/或硅石渣粉，再例如包括长石选矿尾渣粉和/或霞石选矿尾渣粉，再例如包括伊利石黏土废渣粉、膨润土废渣粉和废玻璃粉等。
[0011]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述将第一粉体和/或第二粉体与配料进行混合可包括：
[0012]在所述第一粉体与所述配料混合的情况下，所述配料的加入量为所述第一粉体质量的20～40％；进一步地，配料的加入量为所述第一粉体质量的20～40％，例如21％、25％、26％、30％、35％、38％等。
[0013]或者，在所述第二粉体与所述配料混合的情况下，所述配料的加入量为所述第二粉体质量的15～30％。
[0014]或者，在所述第一粉体、所述第二粉体与所述配料混合的情况下，所述第一粉体、所述第二粉体与所述配料进行混合的质量比为40～80：10～40：10～40；进一步地，所述第一粉体、所述第二粉体与所述配料进行混合的质量比为45～75：12～38：12～29。
[0015]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述造粒工序可为湿法造粒，可包括：将混合物料粉体于30～70r/min转速下旋转5～20min，然后加入水和粘结剂后，继续旋转造粒30～90min，其中，所述水的加入量为所述混合物料粉体质量的8～16％，所述粘结剂的加入量为所述混合物料粉体质量的4～20％。
[0016]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述将球形颗粒状坯体进行干燥的工艺可为：将球形颗粒状坯体在60～110℃下干燥30～90min；所述烧结环节可为在800～1250℃烧结3～120min。
[0017]本专利技术的另一方面提供了一种硅酸镁陶质材料，所述硅酸镁陶质材料采用上述任意一项所述的制备方法制备得到。
[0018]在本专利技术的一个示例性实施例中，所述硅酸镁陶质材料的体积密度可为300～1100kg/m3，导热系数≤0.14W/(m.k)，抗压强度≥0.5MPa，吸水率2～15％；所述硅酸镁陶质材料可包括硅酸镁陶粒和/或硅酸镁陶砂，硅酸镁陶粒的直径为5mm～30mm，硅酸镁陶砂的直径为150μm～5mm。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果可包括以下中的至少一项：
[0020](1)本产品以主要含蛇纹石的岩石、废石、尾矿为原料生产硅酸镁陶质材料，辅以少量配料，主配料多为固体废弃物，资源化利用后，对资源保护、节约与高值化利用及生态环境保护，具有重要的生态与可持续发展意义；
[0021](2)尾渣、废石、尾矿的资源化利用对尾渣库安全、环境保护、复垦、复绿具有重要的生态与环境意义；
[0022](3)以主要含蛇纹石的岩石、废石、尾矿为原料经加工处理获得新型硅酸镁陶质材料的制备方法，具有生产工艺简便、节能减排、产品附加值高、生态环境效益高等优势，对发展新材料产业与社会经济具有重要意义；
[0023](4)通过焙烧处理、烧结处理将岩石、废石、尾矿中的石棉纤维分解、转相为无毒无
害的橄榄石、辉石，实现了石棉纤维的解毒处理；
[0024](5)制得的硅酸镁陶质材料可包括硅酸镁陶粒和/或硅酸镁陶砂，具有密度小、轻质多孔、吸水性强、保温性能好、强度高、耐火阻燃等优异属性，在建筑材料、花卉栽培、土壤改良、吸附材料、过滤材料等方面具有广泛的用途。
附图说明
[0025]图1示出了本专利技术方法的示例性实施例1的制备方法流程图。
具体实施方式
[0026]在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本专利技术的硅酸镁陶质材料及其制备方法。
[0027]示例性实施例1
[0028]如图1所示，在本示例性实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅酸镁陶质材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将含蛇纹石矿物的原料进行干燥和破碎，得到第一粉体；或者，将含蛇纹石矿物的原料进行干燥和破碎，得到第一粉体，再将第一粉体进行焙烧，得到第二粉体；将第一粉体和/或第二粉体与配料进行混合，获得混合物料粉体；将混合物料粉体进行造粒，获得球形颗粒状坯体；将球形颗粒状坯体进行干燥和烧结，获得所述硅酸镁陶质材料；其中，所述配料包括电石渣粉、粉煤灰粉、黄砂粉、硅石渣粉、长石选矿尾渣粉、霞石选矿尾渣粉、伊利石黏土废渣粉、膨润土废渣粉和废玻璃粉中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的硅酸镁陶质材料的制备方法，其特征在于，所述含蛇纹石矿物的原料包括蛇纹岩、蛇纹石选矿尾矿和温石棉选矿尾矿中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的硅酸镁陶质材料的制备方法，其特征在于，所述第一粉体包括质量比为25～40：35～40：2～10：2～15：2～5的MgO、SiO2、CaO、Fe2O3和Al2O3，所述第一粉体的粒径为150μm以下。4.根据权利要求1所述的硅酸镁陶质材料的制备方法，其特征在于，所述焙烧工序为在650℃～1200℃下焙烧2min～90min，所述焙烧在包括立窑、回转窑或预分解窑中的其中一种焙烧窑中进行，所述第二粉体的主晶相为橄榄石。5.根据权利要求1所述的硅酸镁陶质材料的制备方法，其特征在于，所述配料的粒径为75μm以下。6.根据权利要求1所述的硅酸镁陶质材料的制备方法，其特征在于，所述将第一粉体和/或第二粉体与配料进行混合包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙红娟，唐颂，彭同江，罗利明，王璨，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：