[发明专利]一种以铜冶炼渣为原料制备耐火材料的方法

说明书

本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，特别涉及一种以铜冶炼渣为原料制备耐火材料的方法。本发明提供的以铜冶炼渣为原料制备耐火材料的方法，包括以下步骤：将铜冶炼渣、镁砂和结合剂混合，进行球磨，得到混合料；将所述混合料依次进行成型处理、干燥和烧结，得到所述耐火材料。实施例测试结果表明，采用本发明提供的方法得到的耐火材料密度为1.752～2.359g/cm³，密度适中；导热系数为0.46～1.03W/mK，导热系数低；最高使用温度为1250～1300℃，耐火温度高；抗压强度为184.3～201.3MPa，抗压强度高，不易变形，实现了对铜冶炼渣的资源化利用。

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化利用技术领域，特别涉及一种以铜冶炼渣为原料制备耐火材料的方法。

背景技术

铜冶炼渣是铜冶金行业中的一种主要的固体废弃物，由于铜矿的品位和冶炼工艺的不同，其化学成分可能会有一定程度的不同，但一般以氧化物的形式含有铁、硅、铝、镁、钙、铜、锌元素以及少量铅等有害元素。以往铜冶炼渣一般用于作磨料除锈、筑路建筑材料或堆存。有色冶金企业将铜冶炼渣堆弃于露天环境之下，不但占用大量的土地资源，且会对环境造成严重威胁。由于铜冶炼废渣中铜、铁、铅、锌等多金属共存、结晶程度低及有价元素高度分散，导致铜冶炼渣存在有价元素无法有效利用的技术难题，铜冶炼渣的综合利用率极低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种以铜冶炼渣为原料制备耐火材料的方法，本发明提供的方法以铜冶炼渣为原料，得到的耐火材料具有强度高、导热系数低的特点，实现了对铜冶炼渣的资源化利用。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种以铜冶炼渣为原料制备耐火材料的方法，包括以下步骤：

将铜冶炼渣、镁砂和结合剂混合，进行球磨，得到混合料；

将所述混合料依次进行成型处理、干燥和烧结，得到所述耐火材料。

优选的，所述铜冶炼渣和镁砂的质量比为(68～80)：(20～32)。

优选的，所述结合剂包括树脂、橡胶、纸浆和氯化镁中的一种或多种。

优选的，所述铜冶炼渣和镁砂的总质量与结合剂的质量的比为100：(0.5～14)。

优选的，所述镁砂由低品位菱镁矿制备得到；所述低品位菱镁矿中氧化镁的含量≤45wt.％；所述镁砂由包括以下步骤的制备方法制备得到：

将所述低品位菱镁矿依次进行破碎和煅烧，得到菱镁矿轻烧粉；

利用氯化铵水溶液，对所述菱镁矿轻烧粉进行浸出，得到浸出液；

将所述浸出液和氨水混合，依次进行沉镁反应和固液分离，将所得固相进行焙烧，得到所述镁砂。

优选的，所述氯化铵水溶液的浓度为2～3mol/L；所述氯化铵水溶液的体积与菱镁矿轻烧粉的质量的比为(9～10)L：1kg。

优选的，所述氨水的浓度为5～8mol/L，所述浸出液和氨水的体积比为(0.8～1.2)：1；所述沉镁反应的温度为40～50℃，时间为60～70min。

优选的，所述球磨的球料比为(1.5～2)：1，转速为300～500rpm，时间为20～25min。

优选的，所述成型处理为冷压成型；所述冷压成型的压力为50～200MPa，保压时间为10～30min。

优选的，所述烧结的温度为1350～1400℃，时间为2～8h。