[发明专利]一种锰方硼石尾矿陶瓷砖的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷砖领域，特别涉及一种锰方硼石尾矿陶瓷砖的制备方法。

背景技术

废物综合回收是一件功在当今，利在后世的事情。建国以来，我国矿山企业堆积了大量的尾矿，由于开采模式单一，开采工艺落后，开采设备陈旧，导致大量尾矿残存，无法有效回收再利用。另外，尾矿自身带有超标污染物或有害组分，在选矿过程中又加入的各种化学药剂残存在尾矿当中，在没有经过处理情况下，直接堆放在地表，不仅占用大量的土地，还严重污染了周围的环境。锰方硼石是一种罕见的锰氯硼酸盐矿物，首次发现于美国，在中国境内，蓟县等地区存在锰方硼石矿床；不过矿物开采过程中，存在大量的锰方硼石尾矿，如何利用该锰方硼石尾矿是一件值得思考的事情。

在石油与天然气的开采、钻探以及修井过程中，将产生大量的钻井废液，主要由钻井液、钻屑、以及各种作业产生的废液等组成。钻井废液组成复杂，一般呈碱性，pH值在8.4～12之间，有的可达13以上；固相颗粒粒度一般在0.01～0.3μm之间(即94％以上颗粒通过200目筛)，外观一般呈粘稠流体或半流体状，具有颗粒细小、级配差不大、粘度大、含水率高不易脱水(含水率约在30％～90％)等特性。且其自然干结过程缓慢，干结物遇水浸湿后易再度形成钻井废液样物，会对排放点及附近地带的土壤物性产生长期的不良影响；废泥浆含油量高，部分钻井废液含油量达10％以上；钻井废液固含量高，主要为膨润土和有机高分子处理剂、煤矸石、加重材料、岩屑以及污水流经地面时携带的泥砂及表层土等；此外由于钻井废液中含有各种有机和无机类化学处理剂，其中的重金属、CODCr值、Oil及表面活性剂等有害物质浓度较高，个别有害物污染指标超出国家允许排放浓度的数百倍。

陶瓷砖是由粘土和其他无机非金属原料，经成型、烧结等工艺生产的板状或块状陶瓷制品，用于装饰与保护建筑物、构筑物的墙面和地面。通常在室温下通过干压、挤压或其他成型方法成型，然后干燥，在一定温度下烧成。

使用尾矿来制备陶瓷砖也有不少的研究，如CN102795837A公开了一种石墨矿尾渣复合陶瓷砖及烧结工艺，由石墨矿尾渣、膨润土、叶蜡石、石英等烧结而成；而专门针对于石油钻井废液和锰方硼石尾矿来制备陶瓷砖的研究还未看到。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，本发明研制出一种锰方硼石尾矿陶瓷砖的制备方法，同时，对于锰方硼石尾矿进行煅烧预处理、石油钻井废液浸渍、再优化制备陶瓷砖的原料组成及其含量，调节陶瓷砖的物化性能，制备出锰方硼石尾矿陶瓷砖。

一种锰方硼石尾矿陶瓷砖的制备方法，包括如下制备工艺：

(1)锰方硼石尾矿预处理，包括破碎、细磨、脱水和预烧处理步骤：

(2)石油钻井废液浸渍；

(3)混合、陈腐；

(4)造粒、成型；

(5)烧结。

具体来说，一种锰方硼石尾矿陶瓷砖的制备方法，

包括如下制备工艺：

(1)锰方硼石尾矿预处理：锰方硼石尾矿主要化学成分包含石英、橄榄石、白云石和锰方硼石，以及少量的滑石、菱沸石、氧化亚铁和利蛇纹石；

预处理过程为，首先将锰方硼石尾矿破碎，得到粒度为2-8.5mm的颗粒，随后进一步细磨，使得其粒径小于0.25mm；随后在80-89℃下脱水，并在800-845℃下预烧0.6h；随炉冷却，并再次磨细，使其粒径小于0.07mm；

(2)石油钻井废液浸渍：将石油钻井浆料进行固液分离，得到石油钻井废液，将预处理的锰方硼石尾矿进行石油钻井废液浸渍，浸渍温度为40-44℃，浸渍时间为12-24h，得到石油钻井废液浸渍后浸渍液和石油钻井废液浸渍后的锰方硼石尾矿；

(3)混合、陈腐：取如下重量份的物质混合，石油钻井废液浸渍后的锰方硼石尾矿40-60份，废弃陶瓷砖4-17份，煤矸石4-17份，刚玉4-17份，粉煤灰4-17份，硅灰4-17份，玻化微珠4-17份，硅酸盐水泥4-17份，秸秆废料4-17份，珍珠岩1-3份，有机纤维1-3份，磷石膏1-3份，氧化铝溶胶1-3份，聚丙烯纤维1-2份，硫酸钠1-2份，柠檬酸1-2份，PVA 1-2份，膨润土1-2份，减水剂1-2份，石墨粉1-2份，石油钻井废液浸渍后的浸渍液200-290份，在搅拌机中搅拌1-2.5h，混合均匀后，并陈腐12.5h；

(4)造粒、成型：将陈腐料干燥、造粒，随后冷等静压两次成型；

(5)烧结：将成型体放入燃烧室中烧结，烧结温度为1000-1200摄氏度，烧结时间为2-4h，烧结完毕后冷却，即得锰方硼石尾矿陶瓷砖。