一种利用铜钼尾矿制备的建筑陶瓷及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用铜钥尾矿制备的建筑陶瓷及其制备方法，属于矿物加工领 域。
【背景技术】
[0002] 在我国，95%的能源和85%的原材料来自矿产资源，矿产资源在开发利用的同时， 会产生大量的尾矿。据统计，截至2013年底，共有尾矿库12273座，其中在用库6633座，在 建库1234座，已闭库2193座，停用库2213座。目前，我国尾矿累计堆存量大约120多亿 吨，其中2011年达到15. 81亿吨，2013年达到18亿吨。在现有技术条件下，这些尾矿大部 分堆放在尾矿库中。
[0003] 然而尾矿中存在大量尚未回收干净的有价成分(金属、非金属矿物)，需要通过尾 矿再磨系统，使未充分解离的有价成分解离，通过新的选矿设备(磁选、重选、浮选或其他新 的选矿方法)、新的药剂制度及先进的流程结构，使有用成分与尾矿中的脉石分离、富集出 来。再利用尾矿化学成分与建筑材料相近的特点，将尾矿代替部分粘土制备烧结砖、免烧 砖，用做水泥生料的原材料，尾矿中的粗砂、废石用作混凝土的集料，从而以大规模的消纳 尾矿。
[0004] 目前，尾矿做建材是尾矿综合利用的主要方向之一，基本上对铁尾矿的研究较多， 且主要集中在做水泥、混凝土、保温材料、烧结砖和免烧砖的方面。CN102942381A公开了一 种利用铁尾矿制备的轻质建筑材料及其制备方法；CN102786240A公开了一种利用铜尾矿 制备水泥的尾矿资源化处理方法。此外，回收尾矿中的有价成分，是尾矿综合利用的一个 重要方面，但再选后仍然会产生大量的尾矿，同样存在尾矿堆存、占地和二次污染环境的问 题。
[0005] 截止目前，对尾矿尤其是利用铜钥尾矿制备建筑陶瓷（内墙砖、地砖）的研究较少。
[0006] CN103274669A公开了一种铜钥尾矿干挂空心陶瓷板及其制备方法，该方法配方简 单且操作性强，可以消纳铜钥尾矿、减少尾矿对环境的污染和土地的占用；同时还使尾矿得 以资源化利用，减少优质陶瓷原料的使用。但是该技术依然存在一些不足：1)配方中铜钥 尾矿仅为25-50%，掺和量较低；2)制备工艺连续性不好，需要磨矿-干燥-再粉磨(过60目 筛）-再加水揉练成块-成型(挤压)，成型后再切割成需要的规格，自动化程度低。3)该技 术方案坯体烧成是在静态窑炉中完成的，该方案不适合于工业化的连续生产。
【发明内容】
[0007] 为了弥补上述不足，本发明提供一种利用铜钥尾矿制备的建筑陶瓷及其制备方 法。使同类型的铜、钥尾矿能够资源化整体利用，缓解和解决建筑陶瓷工业生产中原材料短 缺的问题，使尾矿排放达到减量化和无尾化，减少尾矿堆存对环境的危害。
[0008] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] 一种利用铜钥尾矿制备的建筑陶瓷，由如下重量份组分制得：
[0010]
[0011] 本发明所述铜钥尾矿主要化学成分分析结果见表1。
[0012] 表1铜钥尾矿主要化学成分分析结果
[0014] 尾矿样的X-射线衍射图谱见图1。从图1中可以看出，该尾矿主要由絹云母、绿泥 石、石英、长石、方解石及少量磁铁矿等矿物组成。铜钥尾矿的矿物组成及相对含量见表2。
[0015] 表2铜钥尾矿的主要矿物组成
[0020] 所述莱阳土为本领域技术人员所熟知的陶瓷材料中常用原料莱阳市土壤，其主要 化学成分见表4。
[0021] 表4莱阳土的主要化学成分
[0023] 所述建筑陶瓷主要为陶瓷地砖、陶瓷内墙砖。
[0024] 优选地，所述利用铜钥尾矿制备的建筑陶瓷由如下重量份组分制得：
[0025]
[0026] 所述建筑陶瓷为陶瓷地砖，优选由如下重量份组分制得：
[0027]
[0028] 所述建筑陶瓷为陶瓷内墙砖，优选由如下重量份组分制得：
[0029] 铜钥尾矿 54-66份；
[0030] 透辉石 21-23份；
[0031]莱阳土 13-25 份。
[0032] 本发明还提供上述利用铜钥尾矿制备建筑陶瓷的方法，将各原料按比例混合，经 干燥-成型(干压）_烧结得到建筑陶瓷。
[0033] 上述制备方法具体包括如下步骤：
[0034] 在混合过程中，将各原料置于球磨机内，加入助磨剂和水至原料浓度为35-45%，研 磨至细度为万孔筛（〇. 〇58mm)筛余4-5%,备用；其中，所述助磨剂为CaCO3,添加量为铜钥尾 矿质量的〇. 7-0. 9%。干燥后混合物中含水量为5-8%。
[0035] 所述成型为利用自动液压成型机压制，强度为20_30MPa。
[0036]所述烧结温度为1000-1200°C，时间20-40min。
[0037] 为了获得更好的技术效果，针对不同建筑陶瓷产品，所述烧结过程具体分为：
[0038] ①制备陶瓷地砖：
[0039] 将成型得到的坯体在辊道式干燥窑中110±5°C烘干后施釉，然后在1160±10°C 辊道窑中经23±2min烧成陶瓷地砖；
[0040] ②制备陶瓷内墙砖坯
[0041] 将成型得到的坯体在辊道式素烧窑中1080±10°C素烧30min后施釉，然后在 1080 ±KTC辊道窑中经30 ± 2min烧成陶瓷内墙砖。
[0042] 采用本发明的技术方案，可以使陶瓷墙砖、地砖中尾矿添加量高达70%，实现尾矿 资源的无害化利用，缓解尾矿外排带来的环境污染，有利于环保；所得陶瓷地砖抗折强度达 950-1500N，断裂模数35-45MP，吸水率2. 5-4. 0%;陶瓷内墙砖强度达440-500N，断裂模数 30-40MP，吸水率15-20%，墙地砖的热震性能和冻融性能均符合国家标准。有效缓解陶瓷原 材料短缺，降低陶瓷行业的生产成本。
[0043] 本发明制备方法，由于铜钥尾矿的掺入和配方的改进，使烧结温度降低，烧结时间 缩短，降低生产成本；所采用的磨矿-干燥-成型(干压）-烧成工艺，在工业生成设备中连 续生产得到最终合格产品，可操作性好；且工艺更简单，自动化程度高，适合于工业化连续 生产。
【附图说明】
[0044] 图1铜钥尾矿的XRD图谱。
【具体实施方式】
[0045] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0046] 实施例1陶瓷地砖的制备
[0047] 1)原料混合
[0048] 按质量配比：铜钥尾矿55%，透辉石29%，长石6%，莱阳10%，将混合后的原料置入球 磨机中，加入铜钥尾矿质量的0. 8%的CaCO3和水至原料浓度为40%，粉磨至万孔筛筛余4%, 喷雾干燥，备用；
[0049] 2)将上述物料干燥至含水量7% ;
[0050] 3)利用自动液压成型机压制步骤2)所得物料，强度为25MPa，得到胚体；
[0051] 4)将步骤3)所得胚体在辊道式干燥窑中110±5°C烘干后施釉，在辊道窑中经 1160°CX23min烧结，得到陶瓷地砖。
[0052] 经测定，陶瓷地砖抗折强度达1402. 6N，断裂模数44. 45MP，吸水率3. 8%，地砖的热 震性能和冻融性能均符合国家标准。
[0053] 实施例2陶瓷地砖的制备
[0054]1)原料混合
[0055] 按质量配比：铜钥