低硅铁尾矿膨胀陶粒及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种低硅铁尾矿膨胀陶粒及其制备方法，其中陶粒的制备原料按重量配比包括50～60份铁尾矿粉或者与其分量相当的低硅铁尾矿浆、0～3份煤粉以及37～47份粘土或高岭土或膨润土，所述铁尾矿粉或者低硅铁尾矿浆的铁尾矿中SiO2重量含量低于40%。本发明制备的陶粒突破了Riley三角相图中核心膨胀区的范围，铁尾矿利用率较高，节约了陶粒生产成本。其中粒径5～25mm的陶粒可作为建筑轻质陶粒混凝土骨料、保温隔热材料或者园林陶粒。
【专利说明】低硅铁尾矿膨胀陶粒及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及尾矿综合利用领域，具体涉及一种低硅铁尾矿膨胀陶粒及其制备方法。
【背景技术】
[0002]膨胀陶粒具有良好的市场应用价值，其主要用于建筑与园林等方面，如轻质陶粒混凝土骨料、保温隔音材料、园林陶粒等。目前，生产膨胀陶粒的原料主要有粉煤灰、粘土、页岩等原料，以铁尾矿为原料制备膨胀陶粒技术上还没有突破。我国铁尾矿产出量巨大，且因成分复杂而难以利用。我国长江中游一带产出的铁尾矿属低硅矽卡岩铁尾矿，其具有贫、细、杂的特点，细粒铁尾矿占有较大的比例。由于生产膨胀陶粒的原料来源有限，铁尾矿综合利用具有显著的经济效益和环境，因而利用铁尾矿生产膨胀陶粒具有良好的应用前景。目前已有研究者利用铁尾矿制备膨胀陶粒，但都采用高硅尾矿作为原料，如专利“一种铁矿尾矿陶粒及其制备方法”(申请号200910144295.9)所采用的铁尾矿中SiO2含量为68.83% ；专利“利用高硅细粒铁尾矿制作的陶粒及其制作方法”(申请号200910012729.X)所采用的铁尾矿中SiO2含量高于65%。高硅铁尾矿制备膨胀陶粒比较容易实现，在焙烧过程中易产生成陶所需的硅、铝酸盐矿物相成分，对陶粒的强度等主要性能有利。低硅铁尾矿由于其硅、铝含量较低，造成烧成陶粒强度较低且膨胀范围较窄而难以利用，技术难度比高硅铁尾矿要大的多。目前，还没有有关于利用低硅铁尾矿制备膨胀陶粒的信息的报道。
[0003]我国长江中游地区铁矿床属于热液夕卡铁矿床，产生的铁尾矿中SiO2含量较小，一般低于40%, Al2O3+ SiO2含量一般低于50%,矿物成分复杂且易风化、泥化,综合利用难度较大。针对这类铁尾矿性质，开发以其为原料制备膨胀陶粒的技术，具有重要的意义。
[0004]
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中难以将低硅铁尾矿加工成膨胀陶粒的缺陷，提供一种低硅铁尾矿膨胀陶粒及其制备方法。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
提供一种低硅铁尾矿膨胀陶粒，所述陶粒的制备原料按重量配比包括50~60份铁尾矿粉或者与其分量相当的低硅铁尾矿浆、O~3份煤粉以及37~47份粘土或高岭土或膨润土，所述铁尾矿粉或者低硅铁尾矿浆的铁尾矿中Si02+Al203含量低于50%。
[0007]本发明所述的低硅铁尾矿膨胀陶粒中，所述铁尾矿粉的粒径小于0.45_。
[0008]本发明所述的低硅铁尾矿膨胀陶粒中，所述煤粉粒径小于0.074mm。
[0009]本发明所述的低硅铁尾矿膨胀陶粒中，所述粘土、高岭土或膨润土的粒径小于
0.074mm。
[0010]本发明所述的低硅铁尾矿膨胀陶粒中，用粒径5~25mm的所述陶粒作为建筑轻质陶粒混凝土骨料、保温隔热 材料或者园林陶粒。
[0011]本发明解决其技术问题所采用的另一技术方案是:
提供一种低硅铁尾矿膨胀陶粒的制备方法，包括以下步骤:(1)将50~60份铁尾矿粉、O~3份煤粉、37~47份粘土(或高岭土或膨润土)分别在105~130°C下干燥2~4h后，混合均匀，制得混合料；
(2)将混合料加入圆盘造球机中成球，成球过程采用的喷洒液为水溶液；成球后筛选出粒径为5~25_的生球在130~160°C下干燥2~4h ;
(3)将干燥后的生球在600~900°C条件下预热10~15min；
(4)将预热后的生球快速转移到1050~1150°C条件下焙烧10~15min，焙烧环境气体中氧气含量大于2%，得到烧成的膨胀型铁尾矿陶粒。
[0012]本发明解决其技术问题所采用的第三技术方案是:
提供一种低硅铁尾矿膨胀陶粒的制备方法，所述低硅铁尾矿膨胀陶粒的制备步骤是:
(1)将低硅铁尾矿矿浆浓缩至含水为30~35%的高浓度铁尾矿矿浆，所述低硅铁尾矿矿浆中铁尾矿的SiO2重量含量低于40% ；
(2)将按重量比37~47份的粘土或高岭土或膨润土、O~3份煤粉加入与50~60份铁尾矿粉相当的高浓度铁尾矿浆中，然后经混合器混合均匀；
(3)将混合料经脱水机进一步脱水，使物料水分降低至10~15%；
(4)将脱水后的混合物制成小泥团；
(5)将小泥团滚圆，制成生球；
(6)将干燥后的生球在600~900°C条件下预热10~15min；` (7)将预热后的生球快速转移到1050~1150°C条件下焙烧10~15min，焙烧环境气体中氧气含量大于2%，得到烧成的膨胀型铁尾矿陶粒。
[0013]本发明所述的制备方法中，步骤(4)具体为:将脱水后的混合物送入螺旋杆挤出机中，根据欲制备陶粒粒径的大小，调整螺旋杆挤出机的运行参数，获得小泥团。
[0014]本发明所述的制备方法中，步骤(5)具体为:将小泥团送入圆盘造球机中滚圆，制成生球。
[0015]本发明产生的有益效果是:本发明解决了利用低硅铁尾矿制备膨胀陶粒的技术问题；利用低硅铁尾矿、粘土或高岭土或膨润土、煤粉制备膨胀陶粒，本发明制备的陶粒突破了 Riley三角相图中传统核心膨胀区的范围，铁尾矿利用率较高，节约了陶粒生产成本。其中粒径5~25_的陶粒可作为建筑轻质陶粒混凝土骨料、保温隔热材料或者园林陶粒。
[0016]【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
图1是本发明实施例利用铁尾矿粉制备膨胀陶粒的工艺示意图；
图2是本发明实施例利用铁尾矿矿浆制备膨胀陶粒工艺示意图；
图3是Riley原料成分组成三角相图中传统核心膨胀区和低硅铁尾矿膨胀陶粒膨胀区的比较。
【具体实施方式】
[0018]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0019]本发明实施例的低硅铁尾矿膨胀陶粒，其制备原料按重量配比包括50~60份铁尾矿粉或者与其分量相当的低硅铁尾矿浆、O~3份煤粉以及37~47份粘土或高岭土或膨润土，所述铁尾矿粉或者低硅铁尾矿浆的铁尾矿中SiO2重量含量低于40%，SiO2+ Al2O3含量低于50%。粒径5~25mm的陶粒可作为建筑轻质陶粒混凝土骨料、保温隔热材料或者园林陶粒。
[0020]以下【具体实施方式】中可选用铁尾矿的粒径小于0.45mm,煤粉粒径小于0.074mm,粘土、高岭土和膨润土的粒径小于0.074mm,实施例中不再赘述。
[0021]表1铁尾矿粒径分布
【权利要求】
1.一种低硅铁尾矿膨胀陶粒，其特征在于，所述陶粒的制备原料按重量配比包括50~60份铁尾矿粉或者与其分量相当的低硅铁尾矿浆、O~3份煤粉以及37~47份粘土或高岭土或膨润土，所述铁尾矿粉或者低硅铁尾矿浆的铁尾矿中SiO2重量含量低于40%。
2.根据权利要求1所述的低硅铁尾矿膨胀陶粒，其特征在于，所述铁尾矿粉的粒径小于 0.45mm.
3.根据权利要求1所述的低硅铁尾矿膨胀陶粒，其特征在于，所述煤粉粒径小于0.074mm。
4.根据权利要求1所述的低硅铁尾矿膨胀陶粒，其特征在于，所述粘土、高岭土或膨润土的粒径小于0.074mm。
5.根据权利要求1所述的低硅铁尾矿膨胀陶粒，其特征在于，用粒径5~25_的所述陶粒作为建筑轻质陶粒混凝土骨料、保温隔热材料或者园林陶粒。
6.一种低硅铁尾矿膨胀陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将50~60份铁尾矿粉、O~3份煤粉、37~47份粘土(或高岭土或膨润土)分别在105~130°C下干燥2~4h后，混合均匀，制得混合料； (2)将混合料加入圆盘造球机中成球，成球过程采用的喷洒液为水溶液；成球后筛选出粒径为5~25_的生球在130~160°C下干燥2~4h ; (3)将干燥后的生球在600~900°C条件下预热10~15min； (4)将预热后的生球快速转移到1050~1150°C条件下焙烧10~15min，得到烧成的膨胀型铁尾矿陶粒。
7.—种低硅铁尾矿膨胀陶粒的制备方法，其特征在于，所述低硅铁尾矿膨胀陶粒的制备步骤是: (1)将低硅铁尾矿矿浆浓缩至含水为30~35%的高浓度铁尾矿矿浆，所述低硅铁尾矿矿浆中铁尾矿的SiO2重量含量低于40% ； (2)将按重量比37~47份的粘土或高岭土或膨润土、O~3份煤粉加入与50~60份铁尾矿粉相当的高浓度铁尾矿浆中，然后经混合器混合均匀； (3)将混合料经脱水机进一步脱水，使物料水分降低至10~15%； (4)将脱水后的混合物制成小泥团； (5)将小泥团滚圆，制成生球； (6)将干燥后的生球在600~900°C条件下预热10~15min； (7)将预热后的生球快速转移到1050~1150°C条件下焙烧10~15min，焙烧环境气体中氧气含量大于2%，得到烧成的膨胀型铁尾矿陶粒。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)具体为: 将脱水后的混合物送入螺旋杆挤出机中，根据欲制备陶粒粒径的大小，调整螺旋杆挤出机的运行参数，获得小泥团。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)具体为: 将小泥团送入圆盘造球机中滚圆，制成生球。
【文档编号】C04B14/04GK103755322SQ201310620026
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月29日 优先权日:2013年11月29日
【发明者】雷国元, 宋均平, 刘博华 申请人:武汉钢铁(集团)公司