[發(fā)明專利]利用低硅型金礦尾礦制作陶瓷坯體的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310660546.5
• 申請日: 2013-12-06
• 公開（公告）號: CN103613363A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃菲;劉睿;高尚;高文元;劉佳;楊多
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/22
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務(wù)所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種利用低硅型金礦尾礦制作陶瓷坯體的方法，屬于尾礦資源化利用技術(shù)和材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：我國是礦業(yè)大國，隨著礦山發(fā)展，尾礦年排放量和堆積量也隨之加大。尾礦作為礦山廢棄物，對環(huán)境危害巨大；作為二次資源，目前還沒有被有效、充分利用。因此，尾礦的綜合利用仍然是個難題，引起社會重視。

我國是一個陶瓷大國，國內(nèi)外對各類陶瓷產(chǎn)品，特別是具有中國風(fēng)格的陶瓷產(chǎn)品需求量巨大，其資源消耗量也十分巨大。現(xiàn)有陶瓷資源的有限性以及生產(chǎn)過程中陶瓷資源浪費嚴(yán)重、能量消耗大等問題，將會制約我國陶瓷產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

金礦床類型眾多，主要包括石英脈型、蝕變巖型、矽卡巖型和韌性剪切帶型等具有重要工業(yè)意義的礦床類型。由于金礦床中金礦物的相對含量較少，目前國家制定的工業(yè)指標(biāo)為：金礦邊界品位1g/t、工業(yè)品位3g/t。以工業(yè)品位達(dá)到3g/t為例，采集1噸礦石，即使金的回收率達(dá)到100%，產(chǎn)生的尾礦量是1噸礦石減去3克金，要生產(chǎn)1kg黃金，尾礦量將達(dá)到333.332t。這種特殊的礦石組成特點，使開采過程中尾礦的排放量十分巨大。

然而，金礦尾礦中含有大量脈石礦物，主要為石榴石，透輝石、方解石、白云石、石英、長石、綠泥石、硅灰石、綠簾石及少量閃石、金云母、黑云母等，這些物質(zhì)是制備陶瓷材料的重要成分。

在已公開的專利中，有利用黃金尾礦來生產(chǎn)陶瓷色釉以及利用黃金尾礦顆粒、竹炭、紫金土顆粒和硅酸鈉水溶液制備生態(tài)陶瓷磚的方法。但是，這些技術(shù)尚不能全面、徹底解決金礦尾礦的資源化問題。

低硅型尾礦具有硅質(zhì)含量低、活化性差、成形難度大、成分復(fù)雜等特點。在其資源化、減量化利用過程中是難以解決的技術(shù)難題。本發(fā)明根據(jù)礦物學(xué)和結(jié)晶學(xué)原理，通過現(xiàn)代試驗方法，實現(xiàn)廢棄、難利用資源的高效利用。不但能為低硅型金礦尾礦資源化、減量化利用提供一種新途徑，又能為陶瓷產(chǎn)業(yè)提供一種新資源。在建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會和礦山的科學(xué)發(fā)展過程中也具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容：

發(fā)明目的：本發(fā)明提供一種利用低硅型金礦尾礦制作陶瓷坯體的方法，其目的在于對低硅型金礦尾礦實現(xiàn)資源化利用和減量化堆積，同時為陶瓷產(chǎn)業(yè)提供一類新型的資源。

技術(shù)方案：本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實施的：

一種利用低硅型金礦尾礦制作陶瓷坯體的方法，其特征在于：以低硅型金礦尾礦與陶土為主要原料，塑形后，用電窯燒制成陶瓷坯體，該方法采取如下步驟：

（1）坯料制備：將低硅型金礦尾礦與陶土以1～9：9～1的質(zhì)量比進行均勻混合，制成坯料，金礦尾礦不需再加工，陶土顆粒粒徑在200目以下；

（2）生坯制備：將步驟（1）得到的坯料放入混料機中混料均勻，然后加入適量的水?dāng)嚢杈鶆颍够旌衔镄纬删哂锌伤軤顟B(tài)的泥團，該泥團應(yīng)保持在一定外力作用下能夠產(chǎn)生形變，但不開裂，當(dāng)外力去掉后，仍能保持其形狀不變；

（3）生坯成型：用可塑成型法將泥團加工成需要的形狀和尺寸，置于通風(fēng)處干燥待燒；

（4）坯體燒成：生坯在室溫條件下放入電窯中，燒制氛圍采用氧化氣氛，燒制溫度范圍在300℃～1100℃之間，保持均勻的升、降溫梯度，經(jīng)5～8小時，自然冷卻至室溫。

所采用的金礦尾礦為低硅型金礦尾礦，是SiO₂質(zhì)量百分比含量低于65%的尾礦類型，并且是直接排放、未經(jīng)加工的低硅型金礦尾礦，陶土的顆粒粒徑小于200目。

所利用的原料低硅型金礦尾礦包括：矽卡巖型金礦尾礦、韌性剪切帶型金礦尾礦和蝕變巖型金礦尾礦低硅含量的金礦尾礦。

優(yōu)點及效果：本發(fā)明利用低硅型金礦尾礦制作陶瓷坯體的方法，與其他尾礦利用方法以及陶瓷坯體制作方法相比具有如下優(yōu)點：

（1）本發(fā)明能夠資源化、減量化利用低硅型金礦尾礦，制成陶瓷產(chǎn)品的坯體，該坯體經(jīng)后期釉色變化可形成多種花樣和類型的陶瓷產(chǎn)品.

（2）本發(fā)明只需要低硅型金礦尾礦和陶土兩種材料作為坯體原料，原料簡單易得；低硅型金礦尾礦不需要再加工，將其與陶土進行均勻混合即可，工藝方法簡單易行；燒制溫度范圍在300℃～1100℃之間，燒制溫度較低；成品率高,適于工業(yè)化生產(chǎn)。

（3）本發(fā)明燒成的坯體具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，硬度高（表面摩氏硬度達(dá)到5.5～6）、耐磨等特點.內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)見圖板中A1-1～A3-2、B1-1～B3-2、C1-1～C3-2，由圖可見，不同粒徑的顆粒能夠比較均勻地分布于樣品內(nèi)部、粒徑較大的顆粒能與周圍粒徑細(xì)小的基質(zhì)物質(zhì)緊密嵌合。