[發明專利]改性金尾礦制作表面無釉疏多元醇陶質材料的方法

有效

• 申請號: 201410539497.4
• 申請日: 2014-10-11
• 公開（公告）號: CN104310963A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 黃菲;劉睿
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C04B33/138
• 分類號: C04B33/138;C04B33/22
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍

技術領域

本發明涉及一種改性金尾礦制作表面無釉疏多元醇陶質材料的方法，屬于尾礦資源化利用技術和材料技術領域。

背景技術

尾礦是選礦過程中產生的固體廢棄物，金礦床中金礦物的相對含量特別少，使開采過程中產生的尾礦量巨大，尾礦的堆存對生態環境造成極大危害。尾礦又是一種特殊資源，但對其資源化利用仍然是很大的難題。

現有技術中對材料抗液性能的研究所得出的普遍規律是：疏水的材料不一定疏多元醇，但疏多元醇的材料一定疏水。疏水性材料在很多領域中具有極其廣闊的應用前景。那么，具有疏多元醇性能的材料，其應用前景更加廣泛。但目前通過尾礦廢棄物再回收利用制備表面無釉疏多元醇陶質材料的技術不多，未見實踐先例。通過本發明技術方法能夠獲得表面具有疏多元醇性能的無釉陶質材料。并且，由于本發明原料廉價易得、尾礦回收利用率高、技術方法可實施性強等優點，使本技術更容易獲得推廣。

發明內容

本發明提供改性金尾礦制作表面無釉疏多元醇陶質材料的方法，其目的在于通過硅質粘土改性金尾礦的技術方法，將金尾礦作為疏多元醇陶質材料的原料，使金尾礦獲得資源化利用，為疏多元醇陶質材料尋找廉價新型資源提供一種技術方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種改性金尾礦制作表面無釉疏多元醇陶質材料的方法，其特征在于：所述方法是以硅質粘土與金尾礦為主要原料，采取如下步驟：

（1）金尾礦改性：先將適量水放入攪拌器中，緩慢勻速加入金尾礦，經過攪拌制成瘠性骨料-水的固液相混合體系A，第二步在混合體系A中緩慢勻速加入硅質粘土，繼續攪拌，使硅質粘土成分充分附著在金尾礦顆粒表面，形成“金尾礦顆粒-硅質粘土”的顆粒單元B；最后，經充分攪拌，使硅質粘土充分包裹在金尾礦顆粒表面并充分分散在固液相混合體系A中，整體形成“瘠性骨料-粘土包裹層-膠結物”的混合體系C；其中，金尾礦與水的質量比為10:13~45:4；金尾礦與硅質粘土質量比為1:9~9:1；

（2）材料成型：用可塑成型法或擠壓成型法將混合體系C制成所需形狀D，于避光處自然風干，將自然干燥后的所需形狀D在室溫條件下放入電窯中，保持均勻的升溫速率，燒成溫度為850℃~1100℃，降溫過程采用自然冷卻的方式，獲得燒成材料E；

（3）疏多元醇表面處理：將燒成材料E表面進行打磨和拋光，獲得較為光滑的新生表面，得到燒成材料E的疏多元醇表面，即表面無釉疏多元醇陶質材料。

所采用的金尾礦礦物成分主要為石英、碳酸鹽類礦物、硅酸鹽類礦物。

所采用的金尾礦顆粒體積平均粒徑主要分布在10μm~100μm粒度區間。

所采用的硅質粘土，其主要成分為石英（二氧化硅）、硅酸鹽類礦物、鋁硅酸鹽類礦物。

所采用的硅質粘土顆粒粒徑主要分布在0.1μm~10μm和100μm~1000μm兩個粒度區間。

所述步驟（1）中攪拌機的攪拌過程貫穿于改性過程始終。

所述步驟（1）中矽卡巖型金尾礦與水質量比為10:13，矽卡巖型金尾礦與紅色硅質粘土質量比為1：9時，制成材料的表面疏多元醇性能較好，此時，丙三醇與材料表面的接觸角為124°，表面莫氏硬度為5.5~6。

所述步驟（1）中韌性剪切帶型金尾礦與水質量比為50：11，韌性剪切帶型金尾礦與青色硅質粘土質量比為5：5時，制成材料的表面疏多元醇性能較好，此時，丙三醇與材料表面的接觸角為126°，表面莫氏硬度為5.5~6。

優點及效果:

(1)本發明將金尾礦制成用途廣泛的表面無釉疏多元醇陶質材料，能有效資源化利用金尾礦；

(2)利用本發明生產表面無釉疏多元醇陶質材料，可極大降低表面無釉疏多元醇陶質材料的生產成本；

(3)本發明制備表面無釉疏多元醇陶質材料的原料為金尾礦，對金尾礦進行改性的物質為硅質粘土，原料簡單易得，價格低廉；

(4)金尾礦的改性過程、操作方法以及陶質材料疏多元醇表面的制備方法簡單可行，成品率高，適于工業化生產；

(5)本發明制備的表面無釉疏多元醇陶質材料，表面不但具有疏多元醇性能，還具有硬度高（表面莫氏硬度達到5.5~6）、耐磨等特點。

附圖說明：

附圖1為本發明金尾礦特征圖，包括：

圖1-1?矽卡巖型金礦床尾礦XRD譜圖

圖1-2?韌性剪切帶型金礦床尾礦XRD譜圖

圖1-3?矽卡巖型金礦床尾礦粒度分布圖