專利名稱：低硅鐵尾礦多孔陶粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于尾礦綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種低硅鐵尾礦多孔陶粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
多孔陶粒具有廣泛的用途，如輕質(zhì)混凝土的集料、保溫隔音材料、污水處理、水處理濾料等。目前生產(chǎn)上多以粉煤灰、陶土、粘土等原料制備，用鐵尾礦為原料生產(chǎn)上還沒有實(shí)現(xiàn)。我國鐵尾礦產(chǎn)生量巨大；我國鐵礦具有貧、細(xì)、雜的特點(diǎn)，細(xì)粒鐵尾礦占有較大的比例。近年有研究者開始利用鐵尾礦為原料制備多孔陶粒，已有的報(bào)道均采用高硅尾礦作為原料，公開號為CN102503370A的中國發(fā)明專利公開了一種鐵礦尾礦陶粒及其制備方法，該制備方法所采用的鐵尾礦中SiO2含量為68. 83% ;公開號為CN101967063B的中國發(fā)明 專利公開了利用高硅細(xì)粒鐵尾礦制作的陶粒及其制作方法，該制作方法所采用的鐵尾礦中SiO2含量高于65%。眾所周知，硅酸鹽粘結(jié)相是決定燒成陶粒強(qiáng)度的主要成分，也是成釉的主要組分，所以，高SiO2含量的鐵尾礦制備多孔陶粒比較容易實(shí)現(xiàn)。但是，低SiO2含量的鐵尾礦為原料制備多孔陶粒，要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的陶粒質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)，如抗壓強(qiáng)度、表觀密度等，技術(shù)難度比高硅鐵尾礦要大的多。目前，還沒有報(bào)道有關(guān)利用低硅鐵尾礦制備多孔陶粒的信息。我國部分鐵礦床屬于熱液夕卡鐵礦床，鐵尾礦中SiO2含量較小，一般低于40%,Al203+Si02含量一般低于50%，礦物易風(fēng)化、泥化，綜合利用難度較大。針對這類鐵尾礦性質(zhì)，開發(fā)以其為原料制備陶粒的技術(shù)，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對上述不足，提供一種低硅鐵尾礦多孔陶粒及其制備方法，該陶?？捎糜谖⑽廴驹此镞^濾、污水生物處理、建筑輕質(zhì)集料等，尾礦利用率超過75%。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種低硅鐵尾礦多孔陶粒，所述陶粒的制備原料按重量配比包括75 90份低硅鐵尾礦粉或與其份量相當(dāng)?shù)凸梃F尾礦漿、5 20份造孔劑和廣8份粘土，所述低硅鐵尾礦粉或低硅鐵尾礦漿中SiO2重量含量低于40%，所述造孔劑的組份按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為稻殼粉或/和稻草粉50 100%、煤粉0 20%、石灰石粉0 35%。進(jìn)一步地、所述陶粒的制備原料按重量配比包括75 90份低硅鐵尾礦粉或與其份量相當(dāng)?shù)凸梃F尾礦漿、1(Γ20份造孔劑和3 7份粘土 ；所述造孔劑的組份按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為稻殼粉或/和稻草粉60 80%、煤粉5 15%、石灰石粉15 25%。再進(jìn)一步地、所述稻殼粉、稻草粉、煤粉、石灰石粉的粒徑均小于等于O. 15mm，所述粘土的粒徑小于等于O. 15mm。再進(jìn)一步地、所述陶粒的成球粒徑在6 15mm時(shí),所述低娃鐵尾礦粉的粒徑小于O. 45mm ;所述陶粒的成球粒徑在6mm以下時(shí),所述低娃鐵尾礦粉的粒徑小于O. 088mm。
本發(fā)明還提供了一種利用低硅鐵尾礦粉制備上述多孔陶粒的方法，該方法包括以下步驟I)按所述重量配比稱取低硅鐵尾礦粉、造孔劑和粘土，并分別在105 130°C的溫度條件下干燥2 4h，然后混合均勻，制得混合料；2)將所制得的混合料造粒成生球，造粒過程中在生球表面噴灑重量濃度為O. 5^1. 0%的工業(yè)水玻璃溶液，直至潤濕球體表面，然后在13(Tl60°C的溫度條件下干燥2^4h,制得干球，所述工業(yè)水玻璃的作用是使球體表面潤濕，球體內(nèi)顆粒連接更緊密；3)將所制得的干球在108(Tll80°C的溫度條件下焙燒4(T60min，冷卻得到燒成的低硅鐵尾礦多孔陶粒。本發(fā)明還提供了一種利用低硅鐵尾礦漿制備上述多孔陶粒的方法，該方法包括以下步驟 I)將低硅鐵尾礦漿濃縮至含水重量為3(Γ35%的高濃度低硅鐵尾礦漿；2)按所述重量配比稱取高濃度低硅鐵尾礦漿、造孔劑和粘土，將造孔劑和粘土加入到高濃度低硅鐵尾礦礦漿中，混合均勻制成混合料；3)采用脫水機(jī)對所制成的混合料進(jìn)一步脫水，使混合料中的水分重量含量降低至18 20%，獲得脫水料；4)將所獲得的脫水料制成泥團(tuán)，再將泥團(tuán)滾圓制成生球；5)將所制成的生球干燥后，在113(Tll5(TC的溫度條件下焙燒4(T60min，冷卻得到燒成的低硅鐵尾礦多孔陶粒。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明提出一種以細(xì)粒低硅鐵尾礦為原料制備系列多孔陶粒的技術(shù)，產(chǎn)品分別可用于微污染源水生物過濾、污水生物處理、建筑輕質(zhì)集料等，尾礦利用率超過75%。2、本發(fā)明根據(jù)熱液夕卡鐵礦尾礦中硅含量低的特點(diǎn)，選擇稻殼粉、稻草粉作為添加劑，稻殼粉、稻草粉中含有豐富的硅質(zhì)，可以補(bǔ)充鐵尾礦中硅質(zhì)的不足。3、稻殼粉或稻草粉完全燃燒溫度在500°C 850°C，其熱值大約為標(biāo)煤的一半，其使用將降低煤粉的使用量，降低燃料成本；稻殼粉、稻草粉燃燒會(huì)留下孔隙，可以起到造孔劑的作用；稻殼、稻草粉燃燒時(shí)既產(chǎn)生孔隙，也產(chǎn)生硅質(zhì)液相，二者相偶聯(lián)，可以形成孔徑均勻、孔隙發(fā)達(dá)、強(qiáng)度分布均勻的孔，提高陶粒的抗壓強(qiáng)度。4、如表I和表2所示尾礦細(xì)度小于88 μ m的顆粒數(shù)占總顆粒數(shù)的71. 5%以上，SiO2低于40%。稻殼粉、稻草粉添加會(huì)降低陶粒形狀的規(guī)整度，可以通過添加細(xì)粒粘土、石灰石粉來提高陶粒形狀的規(guī)整度；同時(shí)，石灰石粉還具有助熔、造孔的功能，有利于降低焙燒溫度、增加液相量，從而提高陶粒強(qiáng)度和孔隙率。5、根據(jù)尾礦細(xì)度和稻殼粉或稻草粉的添加量，兼顧尾礦利用率的提高，粘土添加小于10%。在煤粉、稻殼粉或稻草粉、石灰石粉、粘土比例適當(dāng)?shù)臈l件下，制備陶粒的抗壓強(qiáng)度優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)級品的指標(biāo)，其它技術(shù)指標(biāo)合符國家標(biāo)準(zhǔn)，尾礦量使用率高于75%。表I鐵尾礦粒徑分布
權(quán)利要求
1.一種低硅鐵尾礦多孔陶粒，其特征在于所述陶粒的制備原料按重量配比包括75^90份低硅鐵尾礦粉或與其份量相當(dāng)?shù)凸梃F尾礦漿、5 20份造孔劑和f 8份粘土，所述低硅鐵尾礦粉或低硅鐵尾礦漿中SiO2重量含量低于40%，所述造孔劑的組份按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為稻殼粉或/和稻草粉5(Γ100%、煤粉(Γ20%、石灰石粉(Γ35%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低硅鐵尾礦多孔陶粒，其特征在于所述陶粒的制備原料按重量配比包括75 90份低硅鐵尾礦粉或與其份量相當(dāng)?shù)凸梃F尾礦漿、1(Γ15份造孔劑和3 7份粘土 ；所述造孔劑的組份按重量百分?jǐn)?shù)計(jì)為稻殼粉或/和稻草粉6(Γ80%、煤粉5 15%、石灰石粉15 25%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的低硅鐵尾礦多孔陶粒，其特征在于所述稻殼粉、稻草粉、煤粉、石灰石粉的粒徑均小于等于O. 15mm,所述粘土的粒徑小于等于O. 15mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的低硅鐵尾礦多孔陶粒，其特征在于所述陶粒的成球粒徑在6 15mm時(shí),所述低娃鐵尾礦粉的粒徑小于等于O. 45mm ;所述陶粒的成球粒徑在6mm以下時(shí)，所述低硅鐵尾礦粉的粒徑小于等于O. 088mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低硅鐵尾礦多孔陶粒，其特征在于所述陶粒的成球粒徑在6 15mm時(shí),所述低娃鐵尾礦粉的粒徑小于等于O. 45mm ;所述陶粒的成球粒徑在6mm以下時(shí)，所述低娃鐵尾礦粉的粒徑小于等于O. 088mm。
6.一種利用低硅鐵尾礦粉制備權(quán)利要求I所述多孔陶粒的方法，其特征在于該方法包括以下步驟 1)按所述重量配比稱取低硅鐵尾礦粉、造孔劑和粘土，并分別在105 130°C的溫度條件下干燥2 4h，然后混合均勻，制得混合料； 2)將所制得的混合料造粒成生球，在造粒過程中生球表面噴灑重量濃度為O.5^1. 0%的工業(yè)水玻璃溶液，直至潤濕球體表面，然后在13(T160°C的溫度條件下干燥2 4h，制得干球； 3)將所制得的干球在108(Tll80°C的溫度條件下焙燒4(T60min，冷卻得到燒成的低硅鐵尾礦多孔陶粒。
7.一種利用低硅鐵尾礦漿制備權(quán)利要求I所述多孔陶粒的方法，其特征在于該方法包括以下步驟 1)將低硅鐵尾礦漿濃縮至含水重量為3(Γ35%的高濃度低硅鐵尾礦漿； 2)按所述重量配比稱取高濃度低硅鐵尾礦漿、造孔劑和粘土，將造孔劑和粘土加入到高濃度低娃鐵尾礦礦衆(zhòng)中，混合均勻制成混合料； 3)采用脫水機(jī)對所制成的混合料進(jìn)一步脫水，使混合料中的水分重量含量降低至18 20%，獲得脫水料； 4)將所獲得的脫水料制成泥團(tuán)，再將泥團(tuán)滾圓制成生球； 5)將所制成的生球干燥后，在113(Tll50°C的溫度條件下焙燒4(T60min，冷卻得到燒成的低硅鐵尾礦多孔陶粒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用低硅鐵尾礦制備多孔陶粒及其制備方法，所述陶粒的制備原料按重量配比包括75~90份低硅鐵尾礦粉或與其份量相當(dāng)?shù)凸梃F尾礦漿、5~20份造孔劑和1~8份粘土，所述低硅鐵尾礦粉或低硅鐵尾礦漿中SiO2重量含量低于40%。該方法稱取鐵尾礦、造孔劑和粘土粉混合后，造粒成生球；生球干燥后，在1100~1180℃條件下焙燒40~60min，得到燒成鐵尾礦陶粒。本發(fā)明可分別制備出符合建筑應(yīng)用和水處理應(yīng)用的多孔陶粒。本發(fā)明制備的陶粒具有強(qiáng)度高、顯氣孔率較高、密度較低、保溫性能良好和性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，可用于制備各類輕質(zhì)、隔音、保溫建筑材料或用作輕質(zhì)建筑集料、水處理生物載體等。
文檔編號C04B38/06GK102815965SQ20121031498
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者雷國元, 宋均平, 劉博華 申請人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司, 武漢科技大學(xué)