[发明专利]一种工业铁矿废渣利用的吸波材料制备方法

说明书

本发明提供一种工业铁矿废渣利用的吸波材料及其制备方法；所述方法：铁尾矿的焙烧磁选；铁尾矿/二氧化钛复合材料的制备；铁尾矿/二氧化钛/聚吡咯复合材料的制备。本发明充分利用了工业废渣，具有环保意义，且制备工艺简单、制备过程中无有害物质释放，无二次污染，附加价值高；本发明充分利用复合材料的协同效应和电磁参数可调的优点，将不同吸收频带、不同损耗机制的材料进行多元复合，可实现宽频、轻质、强吸收、微波红外多波段电磁波吸收兼容的目标。此外，本发明可缓解铁尾矿堆积而造成的环境污染问题，可为铁尾矿向高附加值产品的转化提供一条可行的途径。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种工业铁矿废渣利用的吸波材料及其制备方法。

背景技术

随着矿产资源的大量开发和利用，资源与生态环境压力日益加剧。近年来，我国钢铁工业迅速发展，使得固体废料中铁尾矿占的比例也越来越大，几乎占全部尾矿堆存总量的1/3。大量的铁尾矿堆积不仅侵占土地、污染环境、耗费建库资金，而且还存在着巨大的安全隐患。目前就我国铁尾矿的利用情况来看，多集中在有用元素的提取回收，生产一些初级的建筑产品，或是直接利用在矿区填料、复垦植被等方面。与国内其它领域工业固体废弃物的利用水平及国际先进水平相比，铁尾矿制品存在附加值低，铁尾矿中有价元素利用不充分，缺乏市场竞争力等不利因素。

利用铁尾矿制备吸波材料可使铁尾矿变废为宝，充分挖掘铁尾矿的附加价值，目前铁尾矿吸波材料的开发与研制已取得了一些成果，但仍然存在吸收频带窄、涂层质量大、吸收效率低等缺点，使其的推广应用受到限制。

为了提高铁尾矿的吸波性能，首选的方法就是与其他材料进行复合，为了降低铁尾矿基复合材料的密度和拓宽吸波频带、增加频段，本发明将铁尾矿与二氧化钛、导电聚合物进行多元复合，改善复合材料的电磁匹配性，以此来提高材料的吸波性能。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种工业铁矿废渣利用的吸波材料及其制备方法。

第一方面，本发明涉及一种工业铁矿废渣利用的吸波材料，所述材料中各组分的质量份数比为：

铁尾矿 10～60份，

二氧化钛 5～40份，

聚吡咯 10～50份。

第二方面，本发明还涉及前述的工业铁矿废渣利用的吸波材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1，铁尾矿的焙烧磁选：将铁尾矿与活性炭混合均匀后放在坩埚里面，然后置于马弗炉中，磁化焙烧，将焙烧后的铁尾矿在磁选机上进行磁选，磁选后干燥；如果尾矿颗粒太大，可以在球磨机上进行研磨，减小粒度；

步骤2，铁尾矿/二氧化钛复合材料的制备：将无水乙醇加入锥形瓶中，再取钛酸四丁酯强烈搅拌加入锥形瓶中，使之溶解，再加入磁选后的铁尾矿，得体系混合液；

步骤3，向体系混合液缓慢滴加混合溶液，搅拌1～3小时，形成红褐色凝胶，干燥后研磨得到褐色粉末，焙烧，即得到铁尾矿/二氧化钛复合材料；

步骤4，铁尾矿/二氧化钛/聚吡咯复合材料的制备：

将得到的铁尾矿/二氧化钛符合材料分散于盐酸溶液中，超声分散，在冰浴条件下，滴加吡咯单体，搅拌10-30分钟后冰浴，待温度降至5℃下缓慢滴加三氯化铁溶液，搅拌反应3～8小时，溶液逐渐变为黑色，抽滤，得到黑色粉末，用乙醇和蒸馏水洗涤，真空干燥，即得工业铁矿废渣利用的吸波材料。

优选的，步骤1中，所述铁尾矿与活性炭的质量比为25:2。

优选的，步骤1中，所述磁化焙烧的温度为650℃～850℃，时间为1～4h。

优选的，步骤2中，所述无水乙醇、钛酸四丁酯和磁选后的铁尾矿的质量比为100：(20～60)：(3～15)。