专利名称：一种以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法
—种以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法。
背景技术：
彩色陶板是以天然的粘土为主要原料，添加石英、长石等矿物原料及少量着色剂，经配料、粉磨、制泥，挤出成型、低温干燥及高温烧结而成。具有绿色环保、无辐射、色泽温和、装饰美观、易洁功能显著、兼容性及耐久性好等特点，是一种新型的幕墙装饰材料。
硫铁尾矿是硫铁矿选矿后排出的废渣。长期以来硫铁尾矿作为废渣被排弃于地面或山沟，严重污染环境。我国硫铁尾矿废渣堆存量巨大。以全国六大硫铁矿区之一的四川省为例，其硫铁矿储量居全国第一，其中川南地区(宜宾、泸州两市)硫铁矿又占全省的97%，预测储量达45.2亿吨，而尾矿量约占原矿的60-70%。估算目前川南地区地面堆存的尾矿已达1000多万吨。由于各硫铁矿企业的选矿工艺流程、设备条件及技术水平相差较大，因此川南硫铁尾矿的化学成分波动较大，其主要化学组成为(重量百分比)SiO2 30^52%, Al2O325 40%，CaO 0.2 2.0%，Fe2O3 0.6 19%，TiO2 0.5 7.0%，SO3 0.5 4.5%，其它杂质组分 1 5%。这种硫铁尾矿的主要矿物成分是高岭石，还含有少量锐钛矿、黄铁矿和方解石等矿物杂质。该尾矿中较细的部分是半软质粘土，矿物成分除高岭石外，还有少量珍珠陶土、锐钛矿、有机质、水云母等及未被选出的黄铁矿，黄铁矿含量较少。而较粗的部分则形成尾砂，灰白色颗粒，粒度一般在I 5 mm,很难水化,属硬质粘土，其间嵌有未裂开的黄铁矿。硫铁尾矿也是一种潜在的二次资源，其中所含的高岭土成分是制备陶板的主要原料，合理、有效地综合利用这些废弃资源，对于节约矿产资源和保护生态环境具有重要意义。
目前，国内外尚未有报道过以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的技术。发明内容
本发明的目的是提供一种以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法，使硫铁尾矿得到综合的利用，既解决硫铁尾矿带来的环境污染，又能创造出经济价值。
本发明的用硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法，有如下工艺步骤: (I)硫铁尾矿预均化:由于硫铁尾矿化学成分波动较大，在使用前应进行预均化处理，缩小硫铁尾矿化学成分的波动范围。
( 2 )配料:将预均化后的硫铁尾矿、长石、石英砂、塑化剂(甲基纤维素或羧甲基纤维素)、Fe2O3粉按如下重量百分比称量配料`:硫铁尾矿40 75%，长石10 40%，石英砂10 20%，塑化剂0.5 2%，Fe2O3粉0 5%。
( 3 )湿法球磨、过筛:将各原料根据步骤(I)称量并混合后，按照质量比原料:水等于1: (0.Cl.2)添加水分，放入陶瓷球磨机中粉磨至所有料浆完全通过200目筛网。
( 4 )泥浆贮存、搅拌:为了改善陶瓷料浆的性能，将步骤(3)所得的陶瓷料浆贮存在池中或容器中2 3天，并设搅拌器搅拌，以防止泥浆分层或沉降。
( 5 )压滤脱水:将步骤(4)所得到陶瓷料浆泵入压滤机，通过压滤脱水成泥饼。
( 6 )泥料粗炼:将步骤(5)得到的泥饼放入真空炼泥机中反复搅拌，以提高泥料的可塑性。
( 7 )陈腐:将经过步骤(6)后的泥料送至泥料陈腐仓，陈腐三天以后备用。
( 8 )泥料精炼:将陈腐后的泥料再次放入真空炼泥机中反复搅拌，以进一步提高泥料的可塑性。
( 9 )挤出成型:将经步骤(8)精炼后的泥料放入真空挤压成型机中挤出成型，并将挤出的砖坯切割成所需的尺寸大小。
(10)坯体干燥:在7(Tl50°C温度下将砖坯干燥至含水率为0.8 1.5%。
(I I )烧成:将干燥后的砖还放置于窑内烧成,烧成温度为1100 1180°C。烧成气氛不同，颜色不同，氧化气氛下烧成红色或黄色色系彩色陶板；还原气氛下烧成灰色色系彩色陶板。
此外由于硫铁尾矿中含有少量未选出硫铁矿，高温烧成时会有硫排放出来，为了防止环境污染，一方面要提高选矿工艺技术，减少尾矿中的硫含量，另一方面在实际生产中应进行烟气脱硫。
与现有的陶板生产技术以及资源利用情况相比，本发明有如下特点和优势: (I)本发明以硫铁尾矿为主要原料替代一般陶板制备中的粘土原料，可以降低生产成本。
(2)本发明制备彩色陶板的工艺中由于硫铁尾矿的加入，可使其烧结温度降低到1100 °C，有效地降低了能源的消耗。
(3)本发明利用工业废洛一硫铁尾矿为主要原料，可实现变废为宝，节能环保，有效地缓解因硫铁尾矿长期堆放和氧化带来的环境危害。
(4)本发明制备的彩色陶板性能良好，安全防火，绿色环保，自洁性好，颜色丰富，色彩鲜艳，色泽温和，无色斑，装饰效果良好。且制备黄色或灰色色系彩色陶板时可以不外加着色剂。
本发明制备的彩色陶板的吸水率在0.7%飞％，属于品质较好的炻质砖，且性能符合建筑工业行业标准《建筑幕墙用陶板》(JG/T324-2011)的要求。
具体实施方式
以下结合具体实例对本发明进行进一步阐述，但并不限制本发明。
实施例1 所使用硫铁尾矿取自川南地区某企业小型重浮联选的浮选槽内，其化学成分重量百分比为:Si0238.41%, Al2O3 32.40%, CaO 3.02%, TiO2 4.01%, MgO 0.76%, Fe2O 3 1.91%, Na2O:0.16%，K2O 0.35%, SO3 0.92%，烧失量14.30%，余量为其他微量成分。使用该硫铁尾矿制备彩色陶板的工艺步骤如下:按重量百分比为硫铁尾矿50%，长石34%，石英砂12.5%，甲基纤维素1%，Fe2O 3粉2.5%进行配料，配合料经过湿法球磨，过筛，泥浆贮存、搅拌，压滤脱水，泥料粗炼，陈腐，泥料精炼，挤出成型，坯体干燥，在1110±10°C温度下氧化气氛中烧制2小时。该陶板颜色为铁红色，吸水率为2.82%，性能符合建筑工业行业标准《建筑幕墙用陶板》(JG/T324-2011)的要求。
实施例2 所使用硫铁尾矿取自川南地区某企业小型重浮联选的浮选槽内，其化学成分重量百分比为:Si0238.41%, Al2O3 32.445%, CaO 3.02%, TiO2 4.01%, MgO 0.76%, Fe2O 3 1.91%, Na2O:0.16%，K2O 0.35%, SO3 0.92%，烧失量14.30%，余量为其他微量成分。使用该硫铁尾矿制备彩色陶板的工艺步骤如下:按重量百分比为硫铁尾矿50%，长石35%，石英砂13%，甲基纤维素1%，Fe2O 3粉1%进行配料，配合料经过湿法球磨，过筛，泥浆贮存、搅拌，压滤脱水，泥料粗炼，陈腐，泥料精炼，挤出成型，坯体干燥，在1110±10°C温度下氧化气氛中烧制2小时。该陶板颜色为姜黄色，吸水率为2.75%，性能符合建筑工业行业标准《建筑幕墙用陶板》(JG/T324-2011)的要求。
实施例3 所使用硫铁尾矿取自川南地区某企业小型重浮联选的浮选槽内，其化学成分重量百分比为 Si0238.41%, Al2O3 32.445%, CaO 3.02%, TiO2 4.01%, MgO 0.76%, Fe2O 3 1.91%, Na2O:0.16%，K2O 0.35%, SO3 0.92%，烧失量14.30%，余量为其他微量成分。使用该硫铁尾矿制备彩色陶板的工艺步骤如下:按重量百分比为硫铁尾矿55%，长石32%，石英砂12%，甲基纤维素1%进行配料，配合料经过湿法球磨，过筛，泥浆贮存、搅拌，压滤脱水，泥料粗炼，陈腐，泥料精炼，挤出成型，坯体干燥，在1110±10°C温度下氧化气氛中烧制2小时。该陶板颜色为浅黄色，吸水率为3.16%，性能符合建筑工业行业标准《建筑幕墙用陶板》(JG/T324-2011)的要求。
实施例4 所使用硫铁尾矿取自川南地区某硫铁尾矿库，为长期堆存下来的老尾矿，其化学成分重量百分比为:Si0231.35%, Al2O3 27.25%, CaO 11.67%, TiO2 3.72%, MgO 0.27%, Fe2O 33.34%，K2O 0.28%，SO3 4.65%，烧失量16.68%，余量为其他微量成分。使用该硫铁尾矿制备彩色陶板的工艺步骤如下:按重量百分比为硫铁尾矿65.5%，长石18.5%，石英砂12.5%，甲基纤维素l%，Fe20 3粉1%进行配料，配合料经过湿法球磨，过筛，泥浆贮存、搅拌，压滤脱水，泥料粗炼，陈腐，泥料精炼，挤出成型，坯体干燥，在1110±10°C温度下氧化气氛中烧制2小时。该陶板颜色为棕红色，吸水率为2.52%，性能符合建筑工业行业标准《建筑幕墙用陶板》(JG/T324-2011)的要求。
实施例5 所使用硫铁尾矿取自川南地区某硫铁尾矿库，为长期堆存下来的老尾矿，其化学成分重量百分比为:Si0231.35%, Al2O3 27.25%, CaO 11.67%, TiO2 3.72%, MgO 0.27%, Fe2O 33.34%，K2O 0.28%，SO3 4.65%，烧失量16.68%，余量为其他微量成分。使用该硫铁尾矿制备彩色陶板的工艺步骤如下:按重量百分比为硫铁尾矿55%，长石32%，石英砂12%，羧甲基纤维素1%进行配料，配合料经过湿法球磨，过筛，泥浆贮存、搅拌，压滤脱水，泥料粗炼，陈腐，泥料精炼，挤出成型，坯体干燥，在1110±10°C温度下还原气氛中烧制2小时。该陶板颜色为灰色，吸水率为2.59%，性能符
权利要求
1.一种以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法，其特征在于制备该彩色陶板的原料组成按重量百分比计为:硫铁尾矿40 75%，长石10 40%，石英砂10 20%，塑化剂0.5 2%，Fe2O3 粉 0 5%。
2.—种以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法，其特征在于该彩色陶板的加工方法为:硫铁尾矿预均化，配料，湿法球磨，泥浆贮存、搅拌，压滤脱水，泥料粗炼，陈腐，泥料精炼，挤出成型，还体干燥，烧成。
3.根据权利要求1和2所述的一种以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法，其特征在于所说的塑化剂为甲基纤维素或羧甲基纤维素。
4.根据权利要求1和2所述的一种以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的方法，其特征在于烧成温度为110(Γ1180 ，在氧化气氛下烧成红色或黄色色系彩色陶板，在还原气氛下烧成灰色色系 彩色陶板。
全文摘要
本发明涉及一种以硫铁尾矿为主要原料制备彩色陶板的工艺方法。本发明制备彩色陶板的原料配比按重量百分比计为硫铁尾矿40~75%，长石10~40%，石英10~20%，增塑剂0.5~2%，Fe2O3粉0~5%。配合料经湿法球磨、过筛、压滤、粗炼、陈腐、精炼、挤压成型、干燥后在1100~1180℃温度下烧成，冷却后成为红色或黄色或灰色色系的彩色陶板产品。采用本发明制备的陶板性能良好，安全防火，绿色环保，自洁性好，色彩鲜艳，色泽温和，可应用于建筑物的外墙装饰。
文档编号C04B33/22GK103159458SQ20131013227
公开日2013年6月19日 申请日期2013年4月17日 优先权日2013年4月17日
发明者叶巧明, 聂国亮, 林金辉, 王燕, 胡江 申请人:成都理工大学