本发明属于矿山废弃物应用技术领域，特别涉及一种矿山尾砂陶瓷坯体及其制备方法。
背景技术：
随着我国经济建设的飞速发展以及人们对生活环境要求的提高，对室内装饰材料尤其是陶瓷墙地砖的需求量越来越大，有关数据显示，我国陶瓷墙地砖的年产量占世界总产量的60％以上，消耗了大量的优质陶瓷原料，传统的生产配方所需原料成本越来越高，寻求有效的原料替代传统生产原料迫在眉睫。
矿山尾砂是在采矿过程中产生的废弃尾砂，我国矿产资源丰富，其开采量与市场十分巨大，同时也产生了大量的矿山尾砂。大部分矿山尾砂由于质量不稳定，含有较多杂质、处理规模小、应用存在二次污染等导致其再生利用率较低，目前主要的处理方式是筑坝堆存，占用了大量的耕地，对人类生存环境造成严重污染，某些尾砂库甚至出现崩塌造成人员伤亡的事故，矿山尾砂的处置问题亟待解决。
黄金尾砂和锡尾砂分别为开采黄金矿和锡矿时产生的矿山尾砂，其成分主要为sio2、fe2o3、al2o3，其中sio2的含量一般可达70％以上，可作为陶瓷坯体原料中的硅质材料，同时提供了一定al2o3，作为陶瓷坯体原料可有效地保证制备陶瓷坯体具有良好的力学性能，但是由于陶瓷材料制备原料种类复杂多样，在利用矿山尾砂制备陶瓷材料时没有较为成熟的配方，大部分存在吸水率高，坯体表面粗糙，烧结效率低等问题，利用此类矿山尾砂制备陶瓷材料难以进行推广应用。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对矿山尾砂难以进行资源化利用的现状，以矿山尾砂为原料，提供一种矿山尾砂陶瓷坯体。
本发明的目的还在于提供上述矿山尾砂陶瓷坯体的制备方法，该方法简单，通过优化配方和制备工艺，可以有效利用矿山尾砂制成陶瓷坯体。
本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：
一种矿山尾砂陶瓷坯体，该坯体坯料包括以下质量百分含量的原料：
矿山尾砂、高岭土、膨润土是陶瓷坯体基础材料，铝矾土可有效提高陶瓷坯体的力学性能，镁质泥和钾长石作为熔剂可调节坯体烧成温度，降低能耗。
本发明所述的矿山尾砂指主要包括锡矿尾砂和黄金矿尾砂，作为优选矿锡矿尾砂和黄金矿尾砂中sio2含量都大于65％。
所述锡矿尾砂和黄金尾砂按质量比例为1.0～1.5。
所述矿山尾砂为颗粒粒径≤0.15mm的尾砂。
由于矿山尾砂中一般铁含量较高，铁含量高会使烧成后陶瓷坯体颜色偏红，影响陶瓷坯体外观，同时会使陶瓷坯体带有导电性，影响使用效果，降低铁含量可提高陶瓷坯体白度和绝缘性，为此所述矿山尾砂中fe元素含量≤1.0％。
本发明的第二个目的是通过以下技术方案来实现的，上述矿山尾砂陶瓷坯体的制备方法，包括以下步骤：
(1)将矿山尾砂进行预处理，获得矿山尾砂颗粒；
(2)将预处理后的矿山尾砂、高岭土、膨润土、铝矾土、钾长石、镁质泥分别进行计量配料，混合后采用湿法球磨进行粉磨；
(3)对球磨料进行干燥，压坯成型；
(4)压制成型的坯料经过烘干后，先恒温预热，再恒温烧结，经冷却后获得矿山尾砂陶瓷坯体。
进一步地，步骤(1)中预处理为烘干、磁选除铁和初步破碎筛分。
进一步地，步骤(1)中矿山尾砂颗粒为颗粒粒径≤0.15mm的尾砂，其fe元素含量≤1.0％。
进一步地，步骤(3)中干燥采用喷雾干燥，压坯压力为260-290mpa。
进一步地，步骤(4)中预热温度为450℃，预热时间为10min。
进一步地，步骤(4)中烧结温度为1100-1200℃，烧结时间为30-50min
通过该制备方法制备出的矿山尾砂陶瓷坯体，其吸水率≤0.5％，弯曲强度为35-45mpa，可应用于生产建筑陶瓷、卫生陶瓷等。
本发明的有益效果：
(1)通过对矿山尾砂进行再生利用，根据锡尾砂、黄金尾砂等本身sio2含量较高、粒径较细的特点，同时含有一定量的al2o3，可替代部分粘土、石英等制备出陶瓷坯体材料，应用于生产生活陶瓷、陶瓷砖等陶瓷制品，有效地节约天然资源，促进矿山尾砂的资源综合利用，保护天然资源。
(2)针对矿山尾砂的成分进行分析，通过对矿山尾砂进行预处理，主要包括除杂、除铁和破碎粉磨，有利于提高陶瓷坯体白度，进一步提高坯料颗粒细度，降低坯体表面颗粒度，从而使得坯体表面更光滑，吸水率更低；使用喷雾干燥可进一步提高坯料的均匀性，有利于提高坯体烧结效率和力学性能。
(3)本发明制备出的陶瓷坯体材料具有良好的物理性能，其吸水率≤0.5％，弯曲强度为35-45mpa，应用于生产建筑陶瓷、卫生陶瓷等，能满足相关产品性能的要求。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但并不能作为对本发明的限制，实施例中的制备方法只为举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
一种矿山尾砂陶瓷坯体，其坯体坯料包括以下质量百分含量的原料：矿山尾砂50％，高岭土20％，铝矾土10％，钾长石15％、镁质泥5％。
所述矿山尾砂坯体坯料中的矿山尾砂，主要包括锡尾砂和黄金尾砂，经化学分析，锡尾砂中sio2含量为76.8％，al2o3含量为13.5％，黄金尾砂sio2含量为83.6％，al2o3含量为10.9％。
本实施例中，锡尾砂和黄金尾砂的质量比例为1.0。
本实施例中，具体制备方法包括以下步骤：
(1)矿山尾砂采用烘干、磁选除铁、初步破碎筛分的预处理，获得颗粒粒径≤0.15mm的尾砂，其fe元素含量≤1.0％；
(2)将预处理后的矿山尾砂、高岭土、铝矾土、钾长石、镁质泥分别按照上述比例进行计量配料，混合后采用湿法球磨进行粉磨；
(3)对球磨料进行喷雾干燥，在280mpa下压坯成型；
(4)压制成型的坯料经过烘干后，在450℃恒温预热10min，在1140℃温度下恒温烧结40min，经冷却后获得矿山尾砂陶瓷坯体。
作为本发明的一个实施例，本实施例制备所得矿山尾砂陶瓷坯体根据标准gb/t3810.3-2006的方法测得吸水率为0.32％，弯曲强度为42.8mpa。
实施例2
一种矿山尾砂陶瓷坯体，其坯体坯料包括以下质量百分含量的原料：矿山尾砂55％，高岭土20％，膨润土2％，铝矾土8％，钾长石10％、镁质泥5％。
所述矿山尾砂坯体坯料中的矿山尾砂，主要包括锡尾砂和黄金尾砂，经化学分析，锡尾砂中sio2含量为76.8％，al2o3含量为13.5％，黄金尾砂sio2含量为83.6％，al2o3含量为10.9％。
本实施例中，锡尾砂和黄金尾砂的质量比例为1.5。
本实施例中，所采用的矿山尾砂陶瓷坯体制备方法包括以下步骤：
(1)矿山尾砂采用烘干、磁选除铁、初步破碎筛分的预处理，获得颗粒粒径≤0.15mm的尾砂，其fe元素含量≤1.0％；
(2)将经过预处理的矿山尾砂、高岭土、膨润土、铝矾土、钾长石、镁质泥分别按照上述比例进行计量配料，混合后采用湿法球磨进行粉磨；
(3)对球磨料进行喷雾干燥，在280mpa压力下压坯成型；
(4)压制成型的坯料经过烘干后，在450℃恒温预热10min，在1150℃温度下恒温烧结45min，经冷却后获得矿山尾砂陶瓷坯体。
作为本发明的一个实施例，本实施例制备所得矿山尾砂陶瓷坯体根据标准gb/t3810.3-2006的方法测得吸水率为0.41％，弯曲强度为37.6mpa。
实施例3
一种矿山尾砂陶瓷坯体，其坯体坯料包括以下质量百分含量的原料：矿山尾砂45％，高岭土25％，膨润土5％，铝矾土10％，钾长石11％、镁质泥4％。
所述矿山尾砂坯体坯料中的矿山尾砂，主要包括锡尾砂和黄金尾砂，经化学分析，锡尾砂中sio2含量为76.8％，al2o3含量为13.5％，黄金尾砂sio2含量为83.6％，al2o3含量为10.9％。
本实施例中，锡尾砂和黄金尾砂的质量比例为1.2。
本实施例中，具体制备方法包括以下步骤：
(1)矿山尾砂采用烘干、磁选除铁、初步破碎筛分的预处理，获得颗粒粒径≤0.15mm的尾砂，其fe元素含量≤1.0％；
(2)将预处理后的矿山尾砂、高岭土、铝矾土、钾长石、镁质泥分别按照上述比例进行计量配料，混合后采用湿法球磨进行粉磨；
(3)对球磨料进行喷雾干燥，在280mpa下压坯成型；
(4)压制成型的坯料经过烘干后，在450℃恒温预热10min，在1150℃温度下恒温烧结40min，经冷却后获得矿山尾砂陶瓷坯体。
作为本发明的一个实施例，本实施例制备所得矿山尾砂陶瓷坯体根据标准gb/t3810.3-2006的方法测得吸水率为0.34％，弯曲强度为41.3mpa。
以上所述实施例仅为本发明的较佳实施例，并不能用以限制本发明，凡在本发明的构思基础之上，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，具体保护范围以权利要求书所记载的范围为准。