[发明专利]一种以铁尾矿为原料的新型轻集料发泡剂及其制备方法

说明书

本发明属于非金属材料领域，涉及一种以铁尾矿为原料的新型轻集料发泡剂及其制备方法。一种以铁尾矿为原料的新型轻集料发泡剂，其特征在于由铁尾矿粉末和改性剂混合而成，改性剂的添加量为铁尾矿粉末质量的0.1％～10％。所述改性剂包括水玻璃、硫酸钠、三乙醇胺、碳粉、煤粉中的任意一种或任意二种以上按任意配比的混合。该新型轻集料发泡剂可使轻集料的体积密度显著降低，可以有效实现铁尾矿资源化利用，而且成本低廉。

技术领域

本发明属于非金属材料领域，涉及一种以铁尾矿为原料的新型轻集料发泡剂及其制备方法，具体说是利用铁尾矿加工而成的铁尾矿粉末做为新型轻集料发泡剂，并说明了铁尾矿粉末的制备和使用方法。

背景技术

轻集料是一种多孔材料，按其形成条件分为天然轻集料和人造轻集料；按其材料性质分为无机轻集料和有机轻集料(如聚苯乙烯膨珠、碳珠等)。无机轻集料按其原材料来源分为：①天然轻集料，如浮石、火山渣和多孔凝灰岩等。②人造轻集料，如粘土陶粒、页岩陶粒、粉煤灰陶粒、煤矸石陶粒、膨胀珍珠岩、膨胀矿渣珠、膨胀蛭石、沸石轻集料，多孔烧结料、煤渣等。采用合适的原材料，经过配料、成型、烘干、焙烧、冷却或者养护即可得到具有一定强度和理化性能的轻集料。轻集料因密度低，强度高，孔隙率高，软化系数高，物理化学性质稳定，原材料来源广泛、成品经济实用等特征，而广泛应用于建筑，园林，农业，水处理和石油开采，化工等行业领域，并发挥重要作用。轻集料原料来源广泛，原料不同，则制成的轻集料性质不同，为使轻集料具有所期望的吸水率、孔体积、孔隙率、体积密度、机械强度等，需要加入一定的辅助材料，如发泡剂等。随着优质粘土等原料资源的消耗和相关法律法规的完善，利用发泡剂等辅助材料，使用其他种类原料制备优质轻集料的需求日益提高。

发泡剂，又被称为膨胀剂，成孔剂，致孔剂，助胀剂等，发泡剂主要是指在轻集料制备过程中可以产生气体，或者可以和其他物质发生反应产生气体，在轻集料内部留下孔洞的物质。另外，一些轻集料原料虽然在高温条件下可以产生气体，但自身在高温下难以熔融形成适于发泡的液相，或者液相粘度不佳，导致轻集料内部无法留下孔洞，则需加入一定物质进行调节以产生合适的液相。这种能改变原料熔融状态的物质，因为也能使某些轻集料产生孔洞或者改善其产生孔洞的性能，因而也被人称之为发泡剂。

铁尾矿一般是指铁矿石经过选矿之后产生的尾矿,是最主要固体废弃物之一。据统计,我国铁矿山的铁尾矿量达28亿吨,而且每年还以上亿吨的速度增长；另外，据统计，我国黑色金属采选业产生尾矿的综合利用率仅为11％～12％,与美国、英国、法国、澳大利亚等国家60％～70％的综合利用率相差甚远。铁尾矿的长期堆存,不仅造成铁尾矿中有用组分的流失,而且占用大量土地、破坏植被和污染环境。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种以铁尾矿为原料的新型轻集料发泡剂及其制备方法，该新型轻集料发泡剂可使轻集料的体积密度显著降低，可以有效实现铁尾矿资源化利用，而且成本低廉。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种以铁尾矿为原料的新型轻集料发泡剂，其特征在于由铁尾矿粉末(即由铁尾矿加工而成的粉末)和改性剂混合而成，改性剂的添加量为铁尾矿粉末质量的0.1％～10％(优选的，2％～5％)。所述改性不是必须的制备工艺，不经过改性的铁尾矿也具有发泡作用(但加入改性剂后，效果更好，见实施例1、实施例4-7)。

所述改性剂包括水玻璃、硫酸钠、三乙醇胺、碳粉、煤粉中的任意一种或任意二种以上按任意配比的混合。

一种以铁尾矿为原料的新型轻集料发泡剂及其制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)将铁尾矿进行粉磨至粒度为0.074mm以下占比大于60％(质量)，得到铁尾矿粉末；

2)按改性剂的添加量为铁尾矿粉末质量的0.1％～10％，选取改性剂；将改性剂和铁尾矿粉末搅拌混合，得到新型轻集料发泡剂。