[发明专利]一种利用铜尾矿制备泡沫微晶保温装饰一体板的方法

说明书

本发明提供一种利用铜尾矿制备泡沫微晶保温装饰一体板的方法，包括：铜尾矿分批预处理至SO₃含量小于1％且铁氧化物含量不高于8％和2％；然后烘干粉磨成两种铜尾矿粉；将两种铜尾矿粉分别改质得到微晶基础玻璃配料和发泡基础玻璃配料；配料分别经熔融、水淬得到基础玻璃颗粒I和基础玻璃颗粒II；基础玻璃颗粒I烘干筛分得到4‑100目的颗粒I；基础玻璃颗粒II烘干粉磨并筛分得到过100目筛的颗粒II，颗粒II中加入发泡剂和稳泡剂得到发泡玻璃混合料；颗粒I和发泡玻璃混合料分层铺设后置于窑炉中以5‑10℃/min的速度升温至850‑950℃后保温0.5‑2h，再分步退火得到泡沫微晶保温装饰一体板。本发明的方法能够实现铜尾矿以70％以上的大掺量应用于泡沫微晶玻璃的制备，切实解决了铜尾矿固废资源化利用的问题。

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，涉及一种泡沫微晶保温装饰一体板的生产工艺方法，具体涉及一种利用铜尾矿生产泡沫微晶保温装饰板的工艺方法。

背景技术

我国每年新排放的尾矿高达5亿吨以上。其中铜尾矿是我国中部地区排放量最大的固体废弃物之一，仅江西省的铜尾矿库存量就达49617万吨，且每年新增铜尾矿为4400万吨。由于铜尾矿分布分散、类型多、具有高碱性、残留有毒浮选药剂、伴生有铜镉砷等微量有害元素，造成化学成分复杂的特点，限制了铜尾矿的大量资源化利用。迄今为止，我国尾矿的综合利用率仅为7％左右。不能利用的铜尾矿多采用尾矿库坝的方式进行处理。尾矿的堆积不仅占用大量存储地、而且还污染环境，同时尾矿库坝极易引发滑坡、泥石流等地质灾害，随时存在溃坝的风险，严重危及当地居民的人身安全,每年的维护管理成本高昂。因此，迫切需要对尾矿进行再生资源化利用研究，提高其综合利用率，由此可节约大量的土地资源、减轻企业的经济负担、保护矿区周边环境和矿区居民的人身安全。因此开展此项研究具有重大的经济和社会意义。

微晶玻璃又叫玻璃陶瓷或结晶化玻璃，其性能集中了玻璃和陶瓷两者的特点，在建筑装饰领域应用广泛、经济效益显著，已成为当今世界建筑装饰的新型材料。目前利用尾矿制备微晶玻璃的工艺已经成为行业内的研究热点，人们致力于以此实现固废的资源化利用并解决尾矿堆存所带来的环境和经济成本等问题。但是此类研究主要集中在以铁尾矿、钛尾矿、钒尾矿、赤泥/花岗岩尾矿以及萤石尾矿等尾矿为原料的工艺中，而鲜有利用铜尾矿制备微晶玻璃或泡沫微晶玻璃的相关研究。

事实上，铜尾矿中含有生产微晶玻璃所需的石英、长石、氧化铝、氧化钙、氧化钾及晶核剂、致色元素和少量稀土元素组分，且二氧化硅含量近70％，因此理论上完全可以采用铜尾矿作为主要原料，添加部分化工原料生产微晶玻璃材料，这不仅可以大幅降低生产微晶玻璃材料的成本，同时也能解决因铜尾矿堆积而产生的环境与安全问题。现有技术中已有利用铜尾矿制备微晶玻璃材料的报道，但是这些报道中的方法都是将铜尾矿作为一种辅助配料以很小的掺量用于生产微晶玻璃，例如，专利文献CN102838283A公开了一种利用复合工业废渣生产泡沫微晶玻璃的方法，以含有铜尾矿粉的复合工业废渣制备的生料粉为原料来制备泡沫微晶玻璃，铜尾矿作为10种工业废渣之一，以很小的掺量(5％左右)参与制备。江勤等发表的文章《复合尾矿微晶玻璃的组成设计与显微结构分析》中公开了以钢渣、铜尾矿、粉煤灰和砂岩组成的复合废渣为主要原料，采用熔融法制备复合尾矿微晶玻璃的方法，该方法以Fe₂O₃+Cr₂O₃为复合晶核剂，得到透辉石为主晶相的微晶玻璃，该方法中仍以钢渣为主要原料，铜尾矿掺量不超过10％。专利文献CN107673610A中公开了一种利用铜尾矿生产泡沫玻璃的方法，虽然其声称以铜尾矿为主要原料，然而该方法中选用的铜尾矿原料SiO₂含量低于30％、铁氧化物含量超过30％，用于泡沫玻璃烧成前仅经过配料处理，但得到的玻璃料中SiO₂含量和铁氧化物含量均发生了显著改变，推算可知，其铜尾矿原料在玻璃料中的掺量达不到10％，说明该方案中仍然没有实现铜尾矿在发泡玻璃制备中的大掺量应用。总之，这类现有方法无法实现铜尾矿在微晶玻璃制造中的大掺量应用，不能有效解决铜尾矿固废资源化利用的问题和铜尾矿产生的环境与安全问题。