[发明专利]铁尾矿副产物在制备绝热不燃基无机材料中的应用

说明书

本发明公开了铁尾矿副产物在制备绝热不燃基无机材料中的应用，制备步骤包括：将铁尾矿副产物、校正材料、改性剂均质搅拌，得到生料；将生料均质后进行高温熔融烧结，先预热100‑400℃，再在软化温度500‑800℃下形成液相，最后在800‑1100℃下形成矿物结晶相融合，急冷后形成晶型或者非晶型玻璃相体；取玻璃相体进行预处理，再加入添加剂进行煅烧发泡，升至750‑900℃完成软化、发泡，形成面包体；对面包体进行退火处理，完成晶相转变，再自然降温冷却，形成表观坚硬质地的绝热不燃基无机材料；最后经切割、打磨、检验，即得。该应用一方面得到了具有优良物理特性的新型绝热不燃基无机材料，另一方面实现了高值化、资源化开发铁尾矿副产物。

技术领域

本发明涉及无机材料制备领域，具体涉及铁尾矿副产物在制备绝热不燃基无机材料中的应用。

背景技术

铁尾矿是铁矿石经选矿工艺提取精铁矿后排出的固体废弃物，是初选铁矿石在加工、分选过程中形成的副产物，是矿山固体废弃物的重要组成之一。在我国铁尾矿副产物利用率较低，约在≤15.0％以下，大部分堆积在采矿区或者矿场附近，形成规模较大的尾矿库。一旦山体滑坡或者山洪暴发，即可能造成溃坝事故，严重威胁企业及周边居民生命财产安全；铁尾矿的堆积挤占了优质土地，导致地表生态破坏，难以种植庄稼农作物，造成当地土地贫困贫瘠，人民生活贫困；铁尾矿中含有重金属元素、残余选矿药剂等，若迁移至地表水和地下水，产生不同程度的污染，据相关报道多地矿区及尾矿堆放区检测出地表及地下水含有致癌物质，造成了矿区无人化；长年累月的铁尾矿堆积，以至于部分铁尾矿风化形成微小颗粒≤75um，对大气环境产生严重污染，严重时引发“沙尘暴”。

国内针对大量堆积的铁尾矿尚无大规模成功应用案例，学者或相关企业探索了制备微晶玻璃、陶瓷基材料、泡沫混凝土、建材制品等材料，但大多因为处置成本过高，或者生产品品质难以控制，未得到大规模应用。

绝热不燃基无机材料是在绝热(保温)工程和防火阻燃工程应用技术的物质基础。绝热不燃基无机材料主要以天然硅质，铁质、铝质及其他碱金属氧化物(RO相)材料配以适量工业烧碱NaCO₃、长石、碳化硅SiC通过“两步法”或者“一步法”高温烧结，经过发泡、稳泡等工序，在回转窑、隧道窑、带式烧结机等设备高温反应，再经过发泡、退火、切割、打包等工序制备而成。由于绝热不燃基无机材料本身集绝热(保温)、防水、抗湿、消音、抗压抗折、防火阻燃、防化学品侵蚀、耐生物侵害、尺寸稳定、节能环保、易切割成型等多种优良特性于一身，可以广泛适用于各种气候区域、各种类型的建筑领域；在石化冶金行业应用于罐体、长距离输送保冷绝热工程；在地铁暖通管道，保温绝热；复杂工况下烟囱管道防腐等领域应用广泛。

现有的绝热不燃基无机材料其成分主要来自自然界中各种原生态矿物及纳米级的改性剂，原材料成本占据生产成本的40％以上，配料成本较高制约了行业的快速发展；在节能增效的时代背景下，如何开发废弃的铁尾矿副产物制备新型绝热不燃基无机材料，将工业固废“减量化，无害化，资源化，高值化”应用成为主要研究方向。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了铁尾矿副产物在制备绝热不燃基无机材料中的应用，其利用铁尾矿副产物为基础材料，辅以改性剂、校正料制备绝热不燃基无机材料。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种铁尾矿副产物制备绝热不燃基无机材料的方法，步骤包括：

步骤一、按质量百分比，将65.0-85.0％铁尾矿副产物、10.0-30.0％元素校正材料、3.0-5.0％改性剂混合搅拌30.0min以上，得到混合料；

步骤二、将混合料均质后进行高温熔融烧结，控制温升速率8.0-12.0℃/min，先预热100.0-400.0℃，再在软化温度500.0-800.0℃下形成液相，最后在800.0-1100.0℃下形成矿物相融合结晶；

步骤三、对矿物相融合结晶进行降温，形成晶型或者非晶型玻璃相体；