[發明專利]利用銀礦尾礦制備的低熱脹高強度抗菌陶瓷及制備方法

有效

• 申請號: 201810088124.8
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108218396B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 張培萍;唐振;丁士彬;徐川;單冰;李永軒
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/13
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 朱世林;胡景陽

本發明涉及一種利用銀礦尾礦制備高低熱脹強度抗菌陶瓷的配方及方法，以銀尾礦、滑石、硅灰石、高嶺土、螢石、激活劑為原料，在合適的配方和工藝條件下獲得含銀離子的堇青石?透輝石?方石英復相陶瓷。該陶瓷具有強度高、熱膨脹系數小、抗菌率高的特點，且銀尾礦中的重金屬離子全部固化。與銀尾礦作為建筑用砂、混凝土填料、陶粒和泡沫玻璃相比性能優越，拓寬了應用領域；采用銀礦尾礦作為主要原料，降低了成本，提高了附加值。在解決銀尾礦環境污染的同時，可帶來巨大的經濟效益。

技術領域

本發明涉及一種銀礦尾礦的高附加值利用，以銀尾礦為主料礦獲得具有抗壓強度大、熱脹陶系數低、抗菌率高的陶瓷制備方法。

背景技術

銀礦尾礦即是在銀礦的選礦過程中產生的固體廢棄物，每年都有大量的銀礦尾礦產出，現在對銀礦尾礦進行的處理主要是將其放入尾礦庫或者回填至礦山中，這樣的處理方法使銀礦尾礦大量的堆積，造成了空間資源的浪費以及粉塵污染，與此同時尾礦中含有一定量的重金屬，在長期的堆積后會滲透進入周圍的土壤以及地下水，從而威脅人類健康，因此對銀礦尾礦處理是迫在眉睫的。目前，銀礦尾礦的綜合利用主要是用于建筑用砂、混凝土填料、陶粒等建筑材料。利用銀礦尾礦制備高強度、低熱脹、高抗菌性的陶瓷還未見報道。

《新型建筑材料》，2010，9：17-18 劉丹丹，阮炯正，林萍，楊志鵬在“銀礦尾礦用于建筑砂漿的研究與應用”一文中，研究了銀礦尾礦代替石灰用于建筑砂漿的可行性；《施工技術》，2013,11：91-92 朱會榮，阮炯正在“銀尾泡沫混凝土的試驗研究”一文中利用銀礦尾礦、普通水泥、發泡劑、減水劑及廢棄聚笨乙烯泡沫顆粒制備了泡沫混凝土；《廣東建材》2013，（8）21-24，陳煒在“對銀礦尾礦砂高強陶粒生產工藝的探索”一文中：利用銀礦尾礦砂生產高強陶粒，生產得到的陶粒產品性能滿足國家標準的要求；2018.1.9，崔曜鵬公開了一項“一種利用銀尾礦生產泡沫玻璃的方法”發明專利。2015.12，本課題組公開了一項“以銀尾礦為主料制備的抗菌陶瓷”發明專利。

上述研究中，前2項只是將銀尾礦作為建筑用砂和混凝土填料進行了研究，附加值較低。否2項利用銀尾礦制備陶粒和泡沫玻璃獲得了滿足國標要求的陶粒和性能良好的泡沫玻璃，但沒有考慮銀尾礦中殘留的Ag的作用，也沒討論尾礦中其他重金屬離子的固化效果。本課題組公開的“以銀尾礦為主料制備的抗菌陶瓷”所選用的原料除銀尾礦外加入了粘土、石英和助熔劑。所用原料除銀尾礦外其他為陶瓷常規原料，獲得的陶瓷除具抗菌性外其他性能也只是滿足國標要求。利用尾礦中含有的銀作為抗菌劑，由于其含量較低（ ppm級）且多為自然銀，活性低。如果在制瓷過程中不能將其有效激活并富集，所制備的陶瓷抗菌率會很低。如何使銀尾礦中含量較低的自然銀在陶瓷制備過程中富集并活化是利用銀尾礦制備抗菌陶瓷的技術關鍵，在“以銀尾礦為主料制備的抗菌陶瓷”中并沒有公開。同時，制瓷過程中能否將尾礦中有毒重金屬離子有效固化也是決定陶瓷能否應用的關鍵，“以銀尾礦為主料制備的抗菌陶瓷”中也沒有說明重金屬的固化效果。

發明內容

本發明的目的就在于針對上述現有技術的不足，提供一種以利用銀礦尾礦為原料制備低熱脹、高強度的抗菌陶瓷，配方如下：

按照質量百分比的原料組成：銀礦尾礦50%-85%、硅灰石15%-5%、高嶺土20%-5%、滑石15%-5%、螢石1%-2%、激活劑1%-2%。

所述激活劑為高價變價金屬化合物K₂MnO₄、As₂O₅或Sb₂O₅。

利用銀礦尾礦制備低熱脹高強度抗菌陶瓷的制備方法，其制備工藝包括如下步驟：

（1）原料準備：

各種原料分別破碎、粉磨和球磨，獲得2000-3000目的各種原料粉末；

（2）生坯制備：