[发明专利]一种将重晶石废渣低温烧结为人造石的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种将重晶石提取硫酸钡后的废渣低温烧结为人造石的方法，属于固体废弃物资源再生利用领域。

背景技术

重晶石是一种很重要的非金属矿物原料，资源丰富，分布广泛。主要化学成分硫酸钡具有广泛的工业用途。目前工业中生产硫酸钡主要是从重晶石中提取，但是此种生产硫酸钡的方法产生了大量的矿渣。这些数量巨大的矿渣被随意丢弃且未经过任何进一步的处理。大量的废渣造成严重的环境污染，因此，重晶石废渣的回收和利用已成为迫切需要解决的问题。

早在1999年国家计委和国家科技部联合发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》第55项中就指出：“近期产业化的重点是：选择废弃物复合材料……”。在2007年国家发改委和科技部联合发布的《当前优先发展的高新技术产业化重点领域指南》第119项中仍指出：“利用工业固体废弃物生产复合材料……”。由此可见，利用低熔点玻璃粉为粘结剂将重晶石废渣烧结为高强度人造石这类无机非金属基复合材料制品作为这类固体废弃物资源化利用技术符合国家的发展战略。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将重晶石废渣低温烧结为人造石的方法，可以有效解决重晶石提取硫酸钡后的废渣排放所产生的环境污染和资源浪费问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一、 将重晶石提取硫酸钡产生的废渣通过粉磨设备磨至粒度为300目以上；

二、将步骤一所得到的废渣粉末按照质量百分比75~90%与质量百分比为10~25%的低熔点玻璃粉在行星式球磨机中球磨混合；

三、将步骤二中得到的混合粉末100克用8~15克质量百分比浓度为5%的聚乙烯醇水溶液为粘结剂，研磨均匀后通过60目分样筛得到塑性颗粒；

四、将步骤三中得到的塑性颗粒放入模具中，在50~100 MPa下压制成粗坯样品；

五、将粗坯样品在一定温度和气氛下保温烧结一段时间后，冷却到室温即得到人造石样品。

进一步的，所述步骤二中使用的低熔点玻璃粉是Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO系低熔点玻璃粉，平均粒径为1.44微米，熔化温度为450 ℃；或Bi₂O₃-B₂O₃-SiO₂系低熔点玻璃粉，平均粒径为1.44微米，熔化温度为590 ℃；或BaO-ZnO-B₂O₃系低熔点玻璃粉，平均粒径为2.12微米，熔化温度为650 ℃。

进一步的，步骤五中的烧结制度为以100 ℃/小时的升温速率升温到250 ℃并保温2小时；然后以200 ℃/小时的升温速率继续升温到500~700 ℃，保温1~3小时；烧结气氛为空气气氛；冷却方式为随炉自然冷却。

重晶石提取硫酸钡后的废渣经上述低温烧结后具有较高的强度，可作为建筑领域的人造石使用。

本发明的优点是：工艺过程简单，设备要求低，无有机试剂使用和排放，污染小，废渣在人造石中含量高，利用率高。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1：将重晶石提取硫酸钡产生的废渣通过粉磨设备磨至粒度为300目以上；将磨细的废渣粉末按照质量百分90%与质量百分比为10%的Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO系低熔点玻璃粉在行星式球磨机中球磨混合；取混合粉末100克用10克质量百分比浓度为5%的聚乙烯醇水溶液为粘结剂，研磨均匀后通过60目分样筛得到塑性颗粒；将塑性颗粒放入模具中，在100 MPa下压制成粗坯样品；将粗坯样品在空气气氛中以100 ℃/小时的升温速率升温到250 ℃并保温2小时；然后以200 ℃/小时的升温速率继续升温到500 ℃，保温2小时后随炉自然冷却，冷却到室温即得到人造石样品。按照陶瓷材料抗压强度试验方法（GB/T 4740-1999）测试样品的抗压强度，其值为55.9 MPa。按照陶瓷材料抗弯强度试验方法（GB/T 4741-1999）测试复合材料样品的弯曲强度，其值为28.3 MPa。