[发明专利]一种以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法。

背景技术

彩色陶板是以天然的粘土为主要原料，添加石英、长石等矿物原料及少量着色剂，经配料、粉磨、制泥，挤出成型、低温干燥及高温烧结而成。具有绿色环保、无辐射、色泽温和、装饰美观、易洁功能显著、兼容性及耐久性好等特点，是一种新型的幕墙装饰材料。

硫铁尾矿是硫铁矿选矿后排出的废渣。长期以来硫铁尾矿作为废渣被排弃于地面或山沟，严重污染环境。我国硫铁尾矿废渣堆存量巨大。以全国六大硫铁矿区之一的四川省为例，其硫铁矿储量居全国第一，其中川南地区（宜宾、泸州两市）硫铁矿又占全省的97%，预测储量达45.2亿吨，而尾矿量约占原矿的60-70%。估算目前川南地区地面堆存的尾矿已达1000多万吨。由于各硫铁矿企业的选矿工艺流程、设备条件及技术水平相差较大，因此川南硫铁尾矿的化学成分波动较大，其主要化学组成为（重量百分比）SiO₂ 30~52%，Al₂O₃ 25~40%，CaO 0.2~2.0%，Fe₂O₃ 0.6~19%，TiO₂ 0.5~7.0%，SO₃ 0.5~4.5%，其它杂质组分 1~5%。这种硫铁尾矿的主要矿物成分是高岭石，还含有少量锐钛矿、黄铁矿和方解石等矿物杂质。该尾矿中较细的部分是半软质粘土，矿物成分除高岭石外，还有少量珍珠陶土、锐钛矿、有机质、水云母等及未被选出的黄铁矿，黄铁矿含量较少。而较粗的部分则形成尾砂，灰白色颗粒，粒度一般在1～5 mm，很难水化，属硬质粘土，其间嵌有未裂开的黄铁矿。硫铁尾矿也是一种潜在的二次资源，其中所含的高岭土成分是制备陶板的主要原料，合理、有效地综合利用这些废弃资源，对于节约矿产资源和保护生态环境具有重要意义。

目前，国内外尚未有报道过以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法，使硫铁尾矿得到综合的利用，既解决硫铁尾矿带来的环境污染，又能创造出经济价值。

本发明的用硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法，有如下工艺步骤：

（1）硫铁尾矿预均化：由于硫铁尾矿化学成分波动较大，在使用前应进行预均化处理，缩小硫铁尾矿化学成分的波动范围。

（２）配料：将预均化后的硫铁尾矿、长石、石英砂、塑化剂（甲基纤维素或羧甲基纤维素）、Fe₂O₃粉按如下重量百分比称量配料：硫铁尾矿 40~75%，长石 10~40%，石英砂 10~20%，塑化剂 0.5~2%，Fe₂O₃ 粉 0~5%。

（３）湿法球磨、过筛：将各原料根据步骤（1）称量并混合后，按照质量比原料:水等于1:（0.8~1.2）添加水分，放入陶瓷球磨机中粉磨至所有料浆完全通过200目筛网。

（４）泥浆贮存、搅拌：为了改善陶瓷料浆的性能，将步骤（3）所得的陶瓷料浆贮存在池中或容器中2~3天，并设搅拌器搅拌，以防止泥浆分层或沉降。

（５）压滤脱水：将步骤（4）所得到陶瓷料浆泵入压滤机，通过压滤脱水成泥饼。

（６）泥料粗炼：将步骤（5）得到的泥饼放入真空炼泥机中反复搅拌，以提高泥料的可塑性。

（７）陈腐：将经过步骤（6）后的泥料送至泥料陈腐仓，陈腐三天以后备用。

（８）泥料精炼：将陈腐后的泥料再次放入真空炼泥机中反复搅拌，以进一步提高泥料的可塑性。

（９）挤出成型：将经步骤（8）精炼后的泥料放入真空挤压成型机中挤出成型，并将挤出的砖坯切割成所需的尺寸大小。

（１０）坯体干燥：在70~150℃温度下将砖坯干燥至含水率为0.8~1.5%。

（1１）烧成：将干燥后的砖坯放置于窑内烧成，烧成温度为1100~1180℃。烧成气氛不同，颜色不同，氧化气氛下烧成红色或黄色色系彩色陶板；还原气氛下烧成灰色色系彩色陶板。

此外由于硫铁尾矿中含有少量未选出硫铁矿，高温烧成时会有硫排放出来，为了防止环境污染，一方面要提高选矿工艺技术，减少尾矿中的硫含量，另一方面在实际生产中应进行烟气脱硫。

与现有的陶板生产技术以及资源利用情况相比，本发明有如下特点和优势：

（1）本发明以硫铁尾矿为主要原料替代一般陶板制备中的粘土原料，可以降低生产成本。