专利名称：一种铝土矿浮选尾矿制备人造石的方法
技术领域：
一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，涉及一种综合利用氧化铝生产过程的浮选尾矿制备人造石的方法。
背景技术：
随着氧化铝产量不断增长，铝土矿消耗量快速增加，尤其是高品位铝土矿储量急剧下降，选矿解决了高品位铝土矿储量不足的问题，扩大了氧化铝资源量。采用铝土矿浮选工艺，能够将低品位铝土矿处理成为高品位选精矿用于拜耳法生产氧化铝，有效解决低品位铝土矿不能直接采用经济的拜耳法生产的问题，但选矿过程中尾矿的产率在25%左右， 其堆存不仅占用土地，且尾矿坝也存在一定的安全隐患，如何高效大规模地利用尾矿已成为制约我国氧化铝工业可持续发展的关键难题。现有的尾矿利用主要作为常规原料，如用于耐火材料、水泥原料、尾矿砖，总体停留在低附加值的产品上。人造石是一种由填充料、高性能树脂和颜料、功能助剂经过真空浇铸成型的复合材料，其无放射性、无毒、无污染、可塑性强，广泛应用于公共建筑和家庭装修等。按照人造石的用途、性能、档次的不同，填充料分为氢氧化铝、碳酸钙粉、石英等，其中应用氢氧化铝生产的人造石具有板材开裂率低、吸水性低、渗透性能好等特性，但氢氧化铝目前售价2700 元/吨，导致以氢氧化铝为填充料生产的人造石成本较高。目前未见以铝土矿浮选尾矿作填充料制取人造石的相关研究报道。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效减少氧化铝生产过程中的固体废弃物排放、减少环境污染的铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法。本发明是通过以下技术方案实现的。一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其制备过程的步骤包括
(1)将铝土矿浮选尾矿矿浆经过滤、干燥，得到松散、流动性好、无结块结粒尾矿粉体；
(2)将尾矿粉体加入改性剂进行改性；
(3)将改性后的改性尾矿粉与氢氧化铝、不饱和聚酯树脂混合，再加入促进剂、固化剂搅拌，最后经倒模、抽真空、固化、脱模、烘烤，得到人造石产品。本发明的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其步骤(1)中的铝土矿浮选尾矿矿浆送入板框压滤机压滤后，使矿浆水分重量降低到18% 20%。本发明的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其步骤(1)中的干燥过程是将压滤后滤饼送入旋转闪蒸干燥机，将尾矿干燥到附着水1%以下，得到松散、流动性好、无结块结粒的尾矿粉体。本发明的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其步骤(2)中的改性过程加入的改性剂为复合表面活性剂，是钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂按1 :1. 2的比例混合得到的，其中钛酸酯偶联剂按干尾矿重量的1%加入。
本发明的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其步骤(2)中的改性过程是将配制好的改性剂加入有机助剂乙醇中进行搅拌分散，再加入高速混合机中，在 100°c温度下搅拌30min，卸料得到尾矿改性粉体。本发明的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其步骤(3)中改性后的改性尾矿粉与氢氧化铝是按50 50比例进行混配均勻。本发明的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于所述氢氧化铝为 D50为100-110 μ m的氢氧化铝与尾矿改性粉体。本发明的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，制作的人造石板材与目前用纯氢氧化铝作填充剂制作的人造石板材M75相比较，其莫氏硬度、拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量等物理性能相当，符合UP人造石板材性能指标要求，且用铝土矿浮选尾矿制造出的人造石板材有着天然的巧克力色彩，且色泽稳定。本发明的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，铝土矿浮选尾矿经改性后用作人造石填充料，一方面有效降低了人造石制造成本，另一方面，将尾矿变为附加值较高的产品，既减少了尾矿堆存占用土地、污染环境，又变废为宝，实现循环经济。
具体实施例方式一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其制备过程的步骤包括
(1)将铝土矿浮选尾矿矿浆经过滤、干燥，得到松散、流动性好、无结块结粒尾矿粉体；
(2)将尾矿粉体加入改性剂进行改性；
(3)将改性后的改性尾矿粉与氢氧化铝、不饱和聚酯树脂树脂混合，再加入促进剂、固化剂搅拌，最后经倒模、抽真空、固化、脱模、烘烤，得到人造石产品。实施例1:
将粒度D (0.5)110ym的氢氧化铝1000 g和粒度D (0.5)22 μ m的氢氧化铝3000g混合均勻，加入不饱和聚酯树脂树脂17923g搅拌均勻，加入促进剂llmL、固化剂20mL、消泡剂lmL， 搅拌均勻，倒模、抽真空2. 5min、固化8h、脱模、烘烤池，得到M75人造石板材。该M75人造石板材莫氏硬度61、拉伸强度17MPa、弯曲强度41MPa、弯曲弹性模量 9333MPa,符合UP人造石板材性能指标要求。实施例2:
将经过高效深锥沉降槽初步浓缩的铝土矿浮选尾矿矿浆利用板框压滤机压滤到水分 18%，再利用旋转闪蒸干燥机进行干燥得到尾矿干粉，观察物料外观无结块、结粒，测试尾矿干粉附着水为0. 8%，平均粒度D (0.5)为6. 95 μ m,吸油值36mL/100g，3min粘度为4963Pa. s。将尾矿粉体2Kg置于高速改性机中，再搅拌加热至80°C。将20g钛酸酯偶联剂与 24g铝酸酯偶联剂加入50g乙醇中搅拌分散混合，缓慢加入改性机中，提高温度至100°C，控制转速SOOrpm搅拌30min，卸料得到尾矿改性粉体.测试改性后尾矿粉体平均粒度D (0.5) 为 6. 45 μ m,吸油值 24mL/100g, 3min 粘度为 3. 66Pa. s。将粒度D (0.5)110 μ m的氢氧化铝3571g、改性尾矿3571g搅拌混勻，加入不饱和聚酯树脂树脂32001g搅拌均勻，加入促进剂19mL、固化剂35mL、消泡剂2mL，搅拌均勻，倒模、 抽真空2. 5min、固化他、脱模、烘烤池，就达到人造石板材。经测试该人造石板材莫氏硬度63、拉伸强度17.96MPa、弯曲强度40MPa、弯曲弹性模量8500MPa，符合UP人造石板材性能指标要求。实施例3
将经过高效深锥沉降槽初步浓缩的铝土矿浮选尾矿矿浆利用板框压滤机压滤到水分 18%，再利用旋转闪蒸干燥机进行干燥得到尾矿干粉，观察物料外观无结块、结粒，测试尾矿干粉附着水为0. 8%，平均粒度D (0.5)为6. 95 μ m,吸油值36mL/100g，3min粘度为4963Pa. s。将尾矿粉体2Kg置于高速改性机中，再搅拌加热至80°C。将20g钛酸酯偶联剂与 24g铝酸酯偶联剂加入50g乙醇中搅拌分散混合，缓慢加入改性机中，提高温度至100°C，控制转速SOOrpm搅拌30min，卸料得到尾矿改性粉体.测试改性后尾矿粉体平均粒度D (0.5) 为 6. 45 μ m,吸油值 24mL/100g, 3min 粘度为 3. 66Pa. s。将粒度D (0.5)100 μ m的氢氧化铝3571g、改性尾矿3571g搅拌混勻，加入不饱和聚酯树脂树脂32001g搅拌均勻，加入促进剂19mL、固化剂35mL、消泡剂2mL，搅拌均勻，倒模、 抽真空2. 5min、固化他、脱模、烘烤池，就达到人造石板材。经测试该人造石板材莫氏硬度67、拉伸强度18. 482MPa、弯曲强度41MPa、弯曲弹性模量11881MPa，符合UP人造石板材性能指标要求。
权利要求
1.一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其制备过程的步骤包括(1)将铝土矿浮选尾矿矿浆经过滤、干燥，得到松散、流动性好、无结块结粒尾矿粉体；(2)将尾矿粉体加入改性剂进行改性；(3)将改性后的改性尾矿粉与氢氧化铝、不饱和聚酯树脂树脂混合，再加入促进剂、固化剂搅拌，最后经倒模、抽真空、固化、脱模、烘烤，得到人造石产品。
2.根据权利要求1所述的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其步骤 (1)中的铝土矿浮选尾矿矿浆送入板框压滤机压滤后，使矿浆水分重量降低到18% 20%。
3.根据权利要求1所述的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其步骤(1)中的干燥过程是将压滤后滤饼送入旋转闪蒸干燥机，将尾矿干燥到附着水1%以下，得到松散、流动性好、无结块结粒的尾矿粉体。
4.根据权利要求1所述的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其步骤(2)中的改性过程加入的改性剂为复合表面活性剂，是钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂按1 1. 2的比例混合得到的，其中钛酸酯偶联剂按干尾矿重量的1%加入。
5.根据权利要求1所述的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其步骤(2)中的改性过程是将配制好的改性剂加入有机助剂乙醇中进行搅拌分散，再加入高速混合机中，在100°C温度下搅拌30min，卸料得到尾矿改性粉体。
6.根据权利要求1所述的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于其步骤(3)中改性后的改性尾矿粉与氢氧化铝是按5050比例进行混配均勻。
7.根据权利要求6所述的一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，其特征在于所述氢氧化铝为D50为100-110 μ m的氢氧化铝与尾矿改性粉体。
全文摘要
一种铝土矿浮选尾矿制取人造石的方法，涉及一种综合利用氧化铝生产过程的浮选尾矿制备人造石的方法。其特征在于其制备过程的步骤包括(1)将铝土矿浮选尾矿矿浆经过滤、干燥，得到松散、流动性好、无结块结粒的尾矿粉体；(2)将尾矿粉体加入改性剂进行改性；(3)将改性后的改性尾矿粉与氢氧化铝、不饱和聚酯树脂树脂混合，再加入促进剂、固化剂搅拌，最后经倒模、抽真空、固化、脱模、烘烤，得到人造石产品。本发明制作的人造石板材符合UP人造石板材性能指标要求，且有着天然的巧克力色彩，且色泽稳定。该方法降低了人造石制造成本，将尾矿变为附加值较高的产品，实现循环经济。
文档编号C04B18/12GK102372462SQ20111023716
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者刘焦萍, 张文豪, 李华, 李太昌, 武福运, 王涛, 王素敏, 白琳, 胡娟, 贾音, 韩敏, 鲁淑莹 申请人:中国铝业股份有限公司