一种铅锌浮选尾矿微晶玻璃及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种铅锌浮选尾矿微晶玻璃及其制备方法。
【背景技术】
[0002]铅锌浮选尾矿是铅锌矿浮选过程中产生的废渣，其主要成分为CaC03(质量分数达90 %以上)，还含有少量的Si02、Al203、MgO、Fe203、PbO及ZnO，因其钙含量很高，亦称之为高钙铅锌尾矿。目前主要的处理方式为筑坝堆存，不仅占用大量土地资源，还造成生态环境恶化。铅锌尾渣在长期的堆放过程中，不仅在经济上带来巨大损失，还会引发重大的地质与工程灾害，如尾渣库溃坝，给社会带来极大的损失。铅锌浮选尾矿中的铅、锌、铜、镉等重金属在堆放过程中，由于受到外界各种因素和内部相互作用产生有害气体和酸性水，其中很大一部分随着雨水进入了尾渣库周边的地面水体和地下水，从而使地表水和地下水源受到重金属污染，并导致周边农田和作物受到重金属的污染。2008年以来，我国铅锌矿区发生了多起周围居民血铅中毒事件，严重威胁人民群众的生命安全。
[0003]目前铅锌浮选尾矿的资源化综合利用尚处于起步阶段。铅锌浮选尾矿的应用主要有作为水泥生产的原料、生产各种免烧砖、加气混凝土、制玻璃、充填矿山采空区等，但这些技术中，铅锌浮选尾矿还只局限于作为辅助配料使用，利用率较低(低于10%)，难以大规模推广应用。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种铅锌浮选尾矿微晶玻璃及其制备方法
[0005]为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为:
[0006]一种铅锌浮选尾矿微晶玻璃，其原料组分按重量份数计为:铅锌浮选尾矿20?40份，石英砂30?45份，长石25?50份。
[0007]上述方案中，所述铅锌浮选尾矿的主要成分为CaC03、Si02、Al203、Mg0、Fe203、Pb0和ZnO，其中CaC03所占的质量百分比大于90 %。
[0008]上述方案中，所述铅锌浮选尾矿、石英砂和长石的粒度均在100目以下。
[0009]上述铅锌浮选尾矿微晶玻璃的制备方法，包括如下步骤:
[0010](1)按各组分配比称取原料，混合均匀后，得到玻璃生料；
[0011](2)将玻璃生料在高温下熔融为玻璃液;随后倒入水中淬冷为玻璃颗粒，将玻璃颗粒烘干、破碎、磨细后过筛，再平铺到耐火模具中成型；
[0012](3)将成型后的玻璃放入窑炉中进行核化处理，再进行晶化处理；随炉冷却至室温，得到微晶玻璃。
[0013]上述方案中，所述玻璃生料的粒度在100目以下，含水率不高于5%。
[0014]上述方案中，所述玻璃生料熔融的温度为1350?1450°C，熔融时间为1?4h。
[0015]上述方案中，所述玻璃颗粒全部过60目?200目的方孔筛。
[0016]上述方案中，所述核化处理的工艺为:以8°C?10°C/min的升温速度升温至800°C?950°C，保温 0.5h ?2h。
[0017]上述方案中，所述晶化处理的工艺为:以3°C?5°C/min的升温速度升温至1120°C?1200°C，保温lh?2h。
[0018]本发明的有益效果如下:(1)本发明以铅锌浮选尾矿为主要原料制备得到微晶玻璃，不仅可以消除铅锌浮选尾矿对环境的危害，实现铅锌浮选尾矿的资源化利用，还可以生产出具有高附加值的微晶玻璃产品，促进铅锌矿采选、加工行业的可持续发展；(2)本发明通过配料、熔融、水淬、成型、核化及晶化等工艺制备得到微晶玻璃，制成的微晶玻璃具有机械强度高、耐磨性和热稳定性好等优良特性，同时具有玻璃和陶瓷的特性，可用作高档建筑装饰材料。
【附图说明】
[0019]图1为本发明所述铅锌浮选尾矿微晶玻璃的XRD图谱。
【具体实施方式】
[0020]为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0021]以下实施例中，所述铅锌浮选尾矿的主要成分为CaC03(按质量分数计不低于90%),以及少量的Si02、A1203、Pb0、Zn0等;所述铅锌浮选尾矿、石英砂、长石的粒度均控制在100目以下;所述玻璃生料的粒度在100目以下，含水率不高于5 %。
[0022]实施例1
[0023]一种铅锌浮选尾矿微晶玻璃，通过如下方法制备得到:
[0024](1)按各组分配比称取原料:铅锌浮选尾矿40份，石英砂30份，长石30份;混合均匀后，得到玻璃生料；
[0025](2)将玻璃生料在高温下熔融为玻璃液，熔融温度为1350°C，熔融时间为4h;随后倒入水中淬冷为玻璃颗粒，再将玻璃颗粒烘干、破碎、磨细、过100目方孔筛后，平铺到耐火模具中成型，厚度为10?40_;
[0026](3)将成型后的玻璃放入窑炉中，以8?10°C/min的升温速度升温至950°C，保温lh进行核化处理，再以3?5°C/min的升温速度升温至1200°C，保温1.5h进行晶化处理，随炉冷却至室温，得到微晶玻璃。
[0027]实施例2
[0028]一种铅锌浮选尾矿微晶玻璃，通过如下方法制备得到:
[0029](1)按各组分配比称取原料:铅锌浮选尾矿30份，石英砂45份，长石25份;混合均匀后，得到玻璃生料；
[0030](2)将玻璃生料在高温下熔融为玻璃液，熔融温度为1400°C，熔融时间为2h;随后倒入水中淬冷为玻璃颗粒，再将玻璃颗粒烘干、破碎、磨细、过200目方孔筛后，平铺到耐火模具中成型，厚度为10?40_;
[0031](3)将成型后的玻璃放入窑炉中，以8?10°C/min的升温速度升温至900°C，保温2h进行核化处理，再以3?5°C/min的升温速度升温至1150°C，保温2h进行晶化处理，随炉冷却至室温，得到微晶玻璃。
[0032]实施例3
[0033]—种铅锌浮选尾矿微晶玻璃，通过如下方法制备得到:
[0034](1)按各组分配比称取原料:铅锌浮选尾矿20份，石英砂30份，长石50份;混合均匀后，得到玻璃生料；
[0035](2)将玻璃生料在高温下熔融为玻璃液，熔融温度为1450°C，熔融时间为2h;随后倒入水中淬冷为玻璃颗粒，再将玻璃颗粒烘干、破碎、磨细、过60目方孔筛后，平铺到耐火模具中成型，厚度为10?40mm;
[0036](2)将成型后的玻璃放入窑炉中，以8?10°C/min的升温速度升温至850°C，保温
0.5h进行核化处理，再以3?5°C/min的升温速度升温至1120°C，保温lh进行晶化处理，随炉冷却至室温，得到微晶玻璃。
[0037]本发明制备得到的铅锌浮选尾矿微晶玻璃为白色，色泽均匀，表面光滑平整，对其进行X射线衍射分析、莫氏硬度及抗折强度测试，铅锌浮选尾矿微晶玻璃的XRD图谱见图1，从图1可以看出:本发明制备得到的物质为微晶玻璃，该微晶玻璃的主要结晶相成分为β-硅灰石，铅锌浮选尾矿微晶玻璃的莫氏硬度为6?7;抗折强度为80?120MPa。
[0038]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。
【主权项】
1.一种铅锌浮选尾矿微晶玻璃，其特征在于，各原料组分按重量份数计为:铅锌浮选尾矿20?40份，石英砂30?45份，长石25?50份。2.根据权利要求1所述的铅锌浮选尾矿微晶玻璃，其特征在于，所述铅锌浮选尾矿的主要成分为CaC03、Si02、Al203、Mg0、Fe203、Pb0和ZnO，其中CaC03所占的质量百分比大于90%。3.根据权利要求1所述的铅锌浮选尾矿微晶玻璃，其特征在于，所述铅锌浮选尾矿、石英砂和长石的粒度均在100目以下。4.权利要求1?3任一所述铅锌浮选尾矿微晶玻璃的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)按各组分配比称取原料，混合均匀后，得到玻璃生料； (2)将玻璃生料在高温下熔融为玻璃液;随后倒入水中淬冷为玻璃颗粒，将玻璃颗粒烘干、破碎、磨细后过筛，再平铺到耐火模具中成型； (3)将成型后的玻璃颗粒放入窑炉中进行核化处理，再进行晶化处理；随后冷却至室温，得到微晶玻璃。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃生料熔融的温度为1350?1450°C，熔融时间为1?4h。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述玻璃颗粒全部过60目?200目的方孔筛。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述核化处理的工艺为:以8°C~10°C/min的升温速度升温至800°C~950°C，保温0.5h~2h。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述晶化处理的工艺为:以3°C~5°C/min的升温速度升温至1120°C~1200°C，保温lh~2 h。
【专利摘要】本发明属于工业固体废弃物资源化利用领域，具体涉及一种铅锌浮选尾矿微晶玻璃及其制备方法。所述铅锌浮选尾矿微晶玻璃的原料组分按重量份数计为：铅锌浮选尾矿20～40份，石英砂30～45份，长石25～50份。本发明以铅锌浮选尾矿为主要原料制备得到微晶玻璃，不仅可以消除铅锌浮选尾矿对环境的危害，实现铅锌浮选尾矿的资源化利用，还可以生产出具有高附加值的微晶玻璃产品，促进铅锌矿采选、加工行业的可持续发展；通过配料、熔融、水淬、成型、核化及晶化、退火等工艺制备得到微晶玻璃，制成的微晶玻璃具有机械强度高、耐磨性和热稳定性好等优良特性，同时具有玻璃和陶瓷的特性，可用作高档建筑装饰材料。
【IPC分类】C03C6/10, C03C10/04
【公开号】CN105481256
【申请号】CN201511021876
【发明人】孙涛, 石朝军, 赵皇, 王文超, 李露露, 罗学维, 陈益人
【申请人】三川德青科技有限公司, 花垣县强桦矿业有限责任公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月30日