[发明专利]一种以全尾矿为原料的陶瓷基透水砖及制备方法

说明书

一种以全尾矿为原料的陶瓷基透水砖及制备方法，属于无机非金属材料技术领域。烧结透水砖的化学组成重量百分数为：SiO₂：64～72％，AL₂O₃：8～12％，Fe₂O₃：8～10％，CaO：3～7％，MgO：1.5～3.5％,K₂O和Na₂O总量为3～5％。所制备的烧结透水砖其主晶相为石英，其次为长石矿物和透辉石及云母矿物，还有少量的蛇纹石、角闪石和透闪石矿物。优点在于，采用全生料烧结法制得的烧结透水砖的各项性能优于水泥基透水砖，拓展了烧结透水砖原材料的范围，为尾矿的高值化利用开辟了新途径。该方法在实现了尾矿高效率回收利用的同时，获得了强度高、耐久性和抗冻融性好的的烧结透水砖，对资源的循环利用和生态环境的保护有着积极的作用。

技术领域

本发明属于无机非金属材料技术领域，具体涉及一种以全尾矿为原料的陶瓷基透水砖及制备方法。

背景技术

随着城市化的发展，我国城市存在排洪压力大、内涝灾害频发、雨水资源流失严重等突出问题；城市地下水位下降、城市内涝、城市热岛现象严重，城市自然生态面临严重失衡。为此，我国提出建设“海绵城市”的概念，目的是改善城市道路水文生态环境，提高城市环境的呼吸功能。烧结透水砖具有强度高、透水性能好的特点，能够有效的解决硬化道路的透水性的问题，是改善城市生态环境的重要材料之一。

目前，市场上主要以水泥基透水砖和破碎陶瓷和陶瓷废料为主要原料等制备的烧结透水砖为主，如发明专利“一种铁尾矿耐磨砂基透水砖及其制造方法”(专利号CN10541805A)和发明专利“废陶制备透水路面砖的方法”(专利号CN105110767A)；其他方面以长石为主要骨料制备的烧结透水砖，如“以钾长石为主料制备烧结透水砖及其方法”(专利号CN106242623A)。此类方法实现了废陶瓷和长石矿的高效利用，达到变废为宝的效果，但长石矿有限且单纯利用废陶瓷将很难满足烧结透水砖的需求。随着“海绵城市”的大规模建设，烧结透水砖的用量将会大幅度增长，加上当前陶瓷产业产能过剩和环保的双重压力，废陶瓷已经成为稀缺资源，因此需进步拓展原料来源。

近年来，随着选矿技术水平的提高以及矿产资源的日益紧张，尾矿已成为开发利用的二次资源，通过一定的工艺和技术将成为良好的矿物替代原料。铁尾矿是在磁选铁精粉后铁含量在10％左右的尾矿，其所含天然的硅、铝、铁、钙、镁等氧化物是陶瓷材料的有益组分。我省尾矿库量多，尾矿存积量大，但尾矿资源综合利用技术水平偏低，重大关键技术和装备创新能力不足，缺少尾矿大宗量、高附加值利用技术；大量的尾矿存在不仅占据了大量的土地资源，造成了资源的极大浪费，并且对水和土地资源造成一定程度的污染，因此尾矿等大宗固废开发利用潜力巨大，是难得的宝贵资源，应该加以充分利用，造福社会。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以全尾矿为原料的陶瓷基透水砖及制备方法，该方法工艺简单、资源利用率高，所制备的烧结透水砖具有较高的耐压、抗折强度和较好的透水性能。

本发明所述烧结透水砖的化学组成重量百分数为：SiO₂：64～72％，AL₂O₃：8～12％，Fe₂O₃：8～10％，CaO：3～7％，MgO：1.5～3.5％,K₂O和Na₂O总量为3～5％。

所制备的烧结透水砖其主晶相为石英，其次为长石矿物(钾、钠、斜长石)和透辉石及云母矿物，还有少量的蛇纹石、角闪石和透闪石矿物。

本发明制备烧结透水砖方法的工艺步骤及控制的技术参数如下：

(1)将尾矿砂进行除杂(去除5mm以上泥块和粗颗粒)筛选处理，经晾晒后筛分。

(2)将5mm以下的铁尾矿进行筛分，得到不同粒径(5～50目)比例的骨料。