一种园林绿化用铜尾矿陶粒的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于陶粒领域，特别涉及一种园林绿化用铜尾矿陶粒。
【背景技术】
[0002 ]废物综合回收是一件功在当今，利在后世的事情。建国以来，我国矿山企业堆积了大量的尾矿，由于开采模式单一，开采工艺落后，开采设备陈旧，导致大量尾矿残存，无法有效回收再利用。另外，尾矿自身带有超标污染物或有害组分，在选矿过程中又加入的各种化学药剂残存在尾矿当中，在没有经过处理情况下，直接堆放在地表，不仅占用大量的土地，还严重污染了周围的环境。同时，在矿产后期加工过程中，也会经常存在酸性废液，该酸性废液直接排放至河流或者土地中，对于地区的生态平衡也会产生重大的破坏作用；
陶粒，就是陶质的颗粒。陶粒的外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体，而呈不规则碎石状。陶粒形状因工艺不同而各异。它的表面是一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度。陶粒的外观颜色因所采用的原料和工艺不同而各异。焙烧陶粒的颜色大多为暗红色、赭红色，也有一些特殊品种为灰黄色、灰黑色、灰白色、青灰色等。最近研究的还有免烧陶粒；铜尾矿是一种常见的尾矿，铜尾矿的主要成分有方解石、斜长石、透辉石、黄铜矿、黄铁矿、磁铁矿等，多数是属于钙铝硅酸盐型尾矿，采用铜尾矿来制备建筑材料也是大家研究的一个方向，不过采用铜尾矿来制备陶粒的方法并不多，金立虎在CN102344296A中公开了一种铜尾矿粉陶粒的制造方法，包含有材料及配比和制造工艺流程，材料配比为:铜尾矿粉70-80%，粉煤灰10?25%，煤粉5?10%;工艺流程为:将铜尾矿粉先烘干，后过筛，再计量，分别对粉煤灰和煤粉计量，将三者输送到搅拌机干搅拌约2分钟后，加1/2水，再湿搅拌约2分钟，搅拌后的湿粉料送入成球盘内再加水成球，将铜尾矿粉陶粒生料球置入静态连续式烧结窑内焙烧，出窑冷却，破碎和分选;淄博萃智工业设计咨询有限公司在CN104909796A中公开了一种用于高速公路绿化的粘土陶粒，采用粘土、铜尾矿、粉煤灰以及纸浆废液等作为原料，大大降低了成本，且能够起到废物回收利用的效果，该粘土陶粒制备工艺简单，易于工业化，原料来源广泛，吸水率大于93%，容重大于590kg/m3，抗压强度大于30Mpa，粒度为1-10μηι非常适合应用于高速公路的绿化。可以看出以上的研究工艺都颇为复杂，且专门针对于铜尾矿来制备陶粒的研究颇少。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对上述问题，本发明研制出一种园林绿化用铜尾矿陶粒及其制备方法，同时，对于铜尾矿进行煅烧预处理、酸性废液浸渍、再优化制备陶粒的原料组成及其含量，调节陶粒的物化性能，制备出适合园林绿化用的铜尾矿陶粒。
[0004]—种园林绿化用铜尾矿陶粒的制备方法，包括如下制备工艺:
(I)铜尾矿预处理:选取废弃的铜尾矿，其粒度在化学成分主要是氧化铝和二氧化硅，还含有少量的氧化铁，氧化铜和其他杂质;将铜尾矿磨细，使得其粒径小于0.5mm;随后在100-120°C下脱水，并在900-1000°C下预烧l_2h;随炉冷却，并再次磨细，使其粒径小于0.1mm；
(2)酸性废液浸渍:将预处理的铜尾矿进行酸性废液浸渍，酸性废液的pH值为2-4，浸渍温度为50-65°C，浸渍时间为5-6h，得到酸性废液浸渍后浸渍液和酸性废液浸渍后的铜尾矿；
(3)混合、陈腐:取如下重量份的物质混合，酸性废液浸渍后的铜尾矿50-65份，污泥5-11份，赤泥5-11份，煤矸石5-11份，粉煤灰5-11份，硅灰5_11份，硫酸钙水泥5_11份，硅酸盐水泥5-11份，秸杆废料5-11份，工业磷酸1-5份，石棉纤维1-5份，磷石膏1_5份，氧化铝溶胶1-5份，聚丙烯纤维1-3份，碳酸锂1-3份，柠檬酸1-3份，苯扎氯铵1-3份，滑石粉1-3份，刚玉粉1-3份，石墨稀1-3份，酸性废液浸渍后的浸渍液200-250份，在搅拌机中搅拌1-2h，混合均匀后，并陈腐12h;
(4)造粒、成型:将陈腐料干燥、造粒，随后冷等静压两次成型；
(5)蒸汽养护:将陶粒放入蒸汽室中养护24-48小时，养护温度为110-120°C；即得园林绿化用铜尾矿陶粒。
[0005]作为优选，所述二次成型中，第一次成型压力为10_30MPa，成型时间为l_2h;第二次成型的压力为60-70MPa，成型时间为I _2h;成型后的陶粒粒径为1-3mm。
[0006]作为优选，所述浸渍温度为55°C。
[0007]作为优选，取如下重量份的物质混合，酸性废液浸渍后的铜尾矿55份，污泥7份，赤泥7份，煤矸石7份，粉煤灰7份，硅灰7份，硫酸钙水泥7份，硅酸盐水泥7份，秸杆废料7份，工业磷酸3份，石棉纤维3份，磷石膏3份，氧化铝溶胶3份，聚丙烯纤维I份，碳酸锂I份，柠檬酸I份，苯扎氯铵I份，滑石粉I份，刚玉粉I份，石墨烯I份，酸性废液浸渍后的浸渍液225份，在搅拌机中搅拌2h，混合均匀后，并陈腐12h。
[0008]一种上述的园林绿化用铜尾矿陶粒的制备方法所制备的铜尾矿陶粒，该陶粒的强度大于12MPa，比重小于1.8g/cm3，以非氧化铁的形式存在的铁的含量高。
[0009]本发明的有益效果:
(1)本发明通过对于铜尾矿进行废物利用，制备出适合园林使用的陶粒，同时，在制备陶粒过程中，还选择了酸性废液、污泥和赤泥等废物作为主要成分，所制备的陶粒具有强度高、比重小，且非氧化铁形式的Fe、Cu含量高，铁、铜是植物必须的微粒元素，因此，所制备的陶粒将有利于园林绿化使用；
(2)具体来说，本发明的通过对铜尾矿进行预处理、浸渍处理，得到酸性废液浸渍后浸渍液和酸性废液浸渍后的铜尾矿，其中的浸渍液含有大量的离子态的铁，而酸性废液浸渍后的铜尾矿里基本上不含有氧化铁;在陶粒的组分优化过程中，含有大量离子态铁的浸渍液在络合剂如工业磷酸，柠檬酸等的作用下，大多将以非氧化铁的形式存在于陶粒中，该非氧化铁形式的铁将有利于促进园林植物的吸收和利用；而为了提高陶粒各原料的粘结性，本发明选择同为废料的污泥和赤泥，同时为了优化粘结效果，本发明还选择了氧化铝溶胶；同时，为了提高陶粒的耐压等强度，通过添加石棉纤维、聚丙烯纤维和滑石粉，刚玉粉和石墨烯，组成多维的结构;而在提高陶粒轻质作用的基础上，本发明采用免烧工艺，并且选择复合凝胶材料硫酸钙水泥和硅酸盐水泥以及其稳定剂磷石膏、氧化铝溶胶、碳酸锂、苯扎氯铵等，提高陶粒的物化性能； (3)本发明的园林绿化用铜尾矿陶粒的制备方法的制备方法工艺简单，环保，且便于工业化生产。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
[0011]实施例1:
一种园林绿化用铜尾矿陶粒的制备方法，包括如下制备工艺:
(1)铜尾矿预处理:选取废弃的铜尾矿，其粒度在8_，化学成分主要是氧化铝和二氧化硅，还含有少量的氧化铁，氧化铜和其他杂质；将铜尾矿磨细，使得其粒径小于0.5mm;随后在110°C下脱水，并在9500C下预烧2h;随炉冷却，并再次磨细，使其粒径小于0.1mm;
(2)酸性废液浸渍:将预处理的铜尾矿进行酸性废液浸渍，酸性废液的pH值为3，浸渍温度为55°C，浸渍时间为6h，得到酸性废液浸渍后浸渍液和酸性废液浸渍后的铜尾矿；
(3)混合、陈腐:取如下重量份的物质混合，酸性废液浸渍后的铜尾矿55份，污泥7份，赤泥7份，煤矸石7份，粉煤灰7份，硅灰7份，硫酸钙水泥7份，硅酸盐水泥7份，秸杆废料7份，工业磷酸3份，石棉纤维3份，磷石膏3份，氧化铝溶胶3份，聚丙烯纤维I份，碳酸锂I份，柠檬酸I份，苯扎氯铵I份，滑石粉I份，刚玉粉I份，石墨烯I份，酸性废液浸渍后的浸渍液225份，在搅拌机中搅拌2h，混合均匀后，并陈腐12h;
(4)造粒、成型:将陈腐料干燥、造粒，随后冷等静压两次成型;所述二次成型中，第一次成型压力为20MPa，成型时间为2h;第二次成型的压力为70MPa，成型时间为2h;成型后的陶粒粒径为3mm;
(5)蒸汽养护:将陶粒放入蒸汽室中养护36小时，养护温度为115°C;即得园林绿化用铜尾矿陶粒。
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