[發明專利]一種鐵礦、銅礦的尾礦砂制備的高分子材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110113660.0
• 申請日: 2021-01-27
• 公開（公告）號: CN112778647B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 王澤陽;王偉遲;周鶴林
• 申請（專利權）人: 南京西利泰克實驗科技有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/06;C08L79/04;C08K11/00;C08K3/36;C08K3/22
• 代理公司: 上海微策知識產權代理事務所(普通合伙) 31333
• 代理人: 湯俊明

1.一種鐵礦、銅礦的尾礦砂制備的高分子材料，其特征在于：原料包含以下重量份：尾礦砂40～60份、有機聚合物30～90份、粘結劑3～10份、偶聯劑1～4份、玻璃纖維5～15份、添加劑3～15份；

所述添加劑為二氧化硅和二氧化鈦復合改性的咪唑骨架材料；

所述有機聚合物為聚丙烯，聚乙烯；

所述聚丙烯與聚乙烯的重量比為2～6：1～3；

所述粘結劑為聚乙烯辛烯共彈性體、高密度聚乙烯、端羥基化聚乙烯、超高分子量聚乙烯中的至少一種；

所述偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、雙金屬偶聯劑、磷酸酯偶聯劑、硼酸酯偶聯劑、鉻絡合物中的至少一種；

所述尾礦砂的細度為1000～2000目；

所述二氧化硅和二氧化鈦復合改性的咪唑骨架材料為自制，步驟包含以下幾步：(1)將二氧化硅分散在去離子水中，加入硅酸鈉攪拌10～15分鐘；(2)將攪拌完成后的二氧化硅分散液移動至70～80℃的加熱環境下加熱20～30分鐘，并加入鹽酸調節pH，之后繼續攪拌3～5小時，離心干燥研磨，得表面水解處理的二氧化硅；(3)將表面水解處理的二氧化硅，乙醇和鈦酸四丁酯混合完全，之后加入乙醇，乙酰丙酮和去離子水的混合溶液，攪拌20～22小時；(4)攪拌完成后，離心烘干，將烘干粉料送入馬弗爐焙燒2～4小時，焙燒溫度為500～700℃，焙燒完成后得到二氧化硅和二氧化鈦的復合粒子；(5)將二氧化硅和二氧化鈦的復合粒子與2-甲基咪唑和硝酸鋅混合并加入的乙醇溶劑，在600～800W的超聲裝置下超聲聚合1～3小時，將得到的產物洗滌、干燥，既得；

所述二氧化硅和二氧化鈦復合改性的咪唑骨架材料的粒徑為500～800nm；

所述尾礦砂為經過精細化處理后的尾礦砂，所述精細化處理為干燥處理，磁選處理，揚塵處理，研磨處理、高溫脫除處理、中和處理；

所述磁選處理為將經過干燥處理的尾礦砂送入電磁四輥篩落式強磁吸附系統，徹底吸取尾礦砂中的鐵、鈷、鎳顆粒；

所述揚塵處理為將磁選處理后的尾礦砂送入25米長的通風通道，采用用重力揚塵和通道吹風兩種方法結合，分離尾礦砂中的難以分離的重金屬和粗顆粒材料，使得質量較大的顆粒和重金屬落在前揚塵區，較細的尾礦砂落在后揚塵區，從而達到重金屬顆粒和粗顆粒的分離效果；所述揚塵處理后的尾礦砂的細度為400目；

研磨處理的步驟包含以下幾步：(1)取揚塵處理后的的尾礦砂，用密封螺桿機輸送到料桶；(2)通過流量閥把尾礦砂定量輸送到粉碎機料倉，之后把料輸入到高速震動壓力輥碾磨，碾磨速度為400轉/分鐘，并且負壓控制尾礦砂防止礦粉飄揚；(3)碾磨后的尾礦砂通過鼓風機和密封通道輸送到料倉，通過料倉的單向多層過濾膜排除尾礦粉的空氣，并確保排氣的礦粉存量；(4)排出的氣體通過負壓管道，進行二次除粉塵；

所述高溫脫除處理為將研磨處理后的尾礦砂輸送到高溫脫除設備，負壓連接干燥烘箱和螺桿式干燥系統，進行高溫脫除處理，處理溫度為550℃。

2.一種根據權利要求1任意一項所述的鐵礦、銅礦的尾礦砂制備的高分子材料的制備方法，其特征在于：步驟包含以下幾步：(1)將尾礦砂投入高速混料機并升溫至60～80℃，并加入偶聯劑，粘合劑進行高速攪拌，攪拌速度為1500～2500轉/分鐘，攪拌時間8～10分鐘，攪拌完成后將材料投入低溫冷卻攪拌罐，冷卻至30～45℃；(2)稱取有機聚合物和添加劑同時加入低溫冷卻攪拌罐進行混合攪拌，攪拌時間為5～15分鐘；(3)取出攪拌混合好的材料與玻璃纖維混合，并開始造粒；造粒機的區段溫度為185～210℃，水槽水溫為40～50℃；(4)將造粒完成后的材料進行真空干燥，干燥溫度為40～50℃，材料的含水率控制在0.02～0.05％；干燥完成后既得所述的尾礦砂制備的高分子材料。