專利名稱：利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑制磚技術(shù)領(lǐng)域，具體地講涉及一種利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開
磚的方法。
背景技術(shù)：
高磷赤鐵礦因礦石中含磷過高，而限制了它的使用。全球有數(shù)百億噸高磷鐵礦因
難以有效降磷而無法使用，我國有八個成礦區(qū)蘊藏有這種礦石，資源量超過百億噸，若全部
開發(fā)利用，則經(jīng)濟效益巨大。近兩年，高磷鐵礦脫磷技術(shù)在我國剛剛?cè)〉猛黄菩赃M展，使沉
睡數(shù)億年的高磷赤鐵礦得以開發(fā)利用。當然，開采高磷赤鐵礦帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，也
產(chǎn)生了大量的尾礦。這些尾礦作為典型工業(yè)固體廢物該如何適當?shù)奶幚砼c處置，是必然將
要面臨的重大問題。在可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護日益重視的今天，依據(jù)國家關(guān)于礦產(chǎn)資源的
開發(fā)應"同步開發(fā)、同步治理"的指導方針，在高磷赤鐵礦資源開發(fā)過程中，對于選礦過程中
產(chǎn)生的大量尾礦必須同步加以利用，以達到資源化、減量化和無害化的目的。 目前，由于高磷鐵礦的采選技術(shù)還在進一步優(yōu)化研究之中，所以，高磷赤鐵礦尾礦
的綜合利用研究在國內(nèi)外也是剛剛起步，僅有少量關(guān)于回收尾礦中的鐵資源，并制成相應
產(chǎn)品綠礬和聚合磷硫酸鐵的文獻報道，但這并不能對尾礦實現(xiàn)大宗量利用，而且產(chǎn)品性能
和銷路較難保證。對于該類型尾礦還沒有形成合理利用技術(shù)，更沒有形成相應的產(chǎn)業(yè)。所
以，要大宗量、高效利用該尾礦必須進行該類尾礦高效利用的新技術(shù)研究，開發(fā)新的利用途徑。 高磷赤鐵礦尾礦是難選鮞狀高磷赤鐵礦石經(jīng)過破碎、磨礦、離心分級、強磁選回收 鐵精礦后的廢渣，由于原礦磨礦細度已經(jīng)很細，如果想通過尾礦再磨，分離回收硅和鐵等元 素，難度很大，且成本不合算；如果棄置堆放不僅占用大量的農(nóng)田，污染環(huán)境，而且也是對資 源的一種浪費。同時，由于鐵礦尾礦具有顆粒微細和多組分混合的特性，其與建筑材料領(lǐng)域 所用原料十分接近，國內(nèi)對于鐵尾礦為原料生產(chǎn)灰砂磚、雙免磚、蒸壓磚以及燒結(jié)磚的報道 較多。但與其他鐵尾礦相比，該類高磷赤鐵礦尾礦中鐵含量高，大都在30%以上，硅、鋁含量 低，磷的含量也較一般尾礦高，P205的質(zhì)量含量為2. 78%，與粘土的成分差別較大，可能導 致生產(chǎn)過程較難控制，尾礦磚質(zhì)量不達標，容重過大等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚的方法，它具有高磷 赤鐵礦尾礦利用率高的特點。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開 磚的方法，其特征在于它包括如下步驟 1)原料預處理①將高磷赤鐵礦尾礦烘干至含水率為1 2% (質(zhì)量)，磨細至粒 徑為小于O. 15mm，備用；②粘土直接使用； 2)配料按各原料所占質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦60 % 70 % 、粘土 30 % 40%，稱取高磷赤鐵礦尾礦和粘土，備用； 3)練泥將高磷赤鐵礦尾礦和粘土放入練泥機中，加入水練泥，得到泥料；其中， 水的加入量為高磷赤鐵礦尾礦和粘土總質(zhì)量的15% 20% ; 4)陳腐泥料在20 35t:溫度和45 60%濕度下陳腐24 72h，陳腐后得到含 水率為16% 18% (質(zhì)量)的泥料； 5)擠壓成型利用裝有中空模具的真空螺旋擠出機將陳腐后的泥料擠壓成型，擠 出成型的真空度為0. 086MPa以上，擠出壓力為1. 5 2. OMPa，得到磚坯；
6)磚坯干燥磚坯在室內(nèi)自然干燥24 48h，使磚坯的含水率降至10% (質(zhì)量) 以下(包含含水率為10X)，再送入干燥室內(nèi)干燥5 8h，干燥溫度為80 105t:，控制磚 坯的含水率降至1% (質(zhì)量)，得到干燥好的坯體； 7)燒結(jié)將干燥好的坯體入爐燒制，從室溫開始以3°C /min的升溫速率低速升溫， 直接升到燒成溫度1100 120(TC，再保溫lh ;然后自然冷卻至室溫，劈開(即切割)，得到 劈開磚。 所述各原料所占質(zhì)量百分數(shù)最佳為高磷赤鐵礦尾礦65%、粘土 35%。 步驟1)所述的高磷赤鐵礦尾礦是高磷赤鐵礦石依次經(jīng)過破碎、磨礦、離心分級、
強磁選回收鐵精礦后的泥漿，經(jīng)過濃縮、壓濾所得的濾餅，濾餅的含水量為30% 35% (質(zhì) 步驟1)所述的高磷赤鐵礦尾礦是難選鮞狀高磷赤鐵礦石選取鐵精礦后的尾礦；
選出的鐵精礦品位不高，因此尾礦中鐵含量高達到31. 50%左右，其他的主要成分是Si02、
八1203、&0等，此外，磷的含量也較一般尾礦高，？205含量為2. 78%，其主要礦物成分是赤鐵
礦、石英，并含有少量的綠泥石、方解石、鋁紅磷鐵礦、磷灰石等，燒失量為6. 95%。 步驟1)所述的高磷赤鐵礦尾礦是原礦經(jīng)過磨細選取鐵精礦后的尾礦；故粒度很
細，粒徑小于O. 074mm占80%以上，其塑性指數(shù)為11 14，可塑性中等。 本發(fā)明的有益效果是 1、利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚，高磷赤鐵礦尾礦在劈開磚原料總量中的質(zhì)量
百分數(shù)為60% 70%，故高磷赤鐵礦尾礦利用率高，可大宗量消納尾礦。解決高磷赤鐵礦
采選產(chǎn)生的高磷赤鐵礦尾礦污染環(huán)境、浪費資源的問題，實現(xiàn)高磷赤鐵礦尾礦的高效利用。 2、加入一定量粘土增加原料的可塑性，實現(xiàn)劈開磚質(zhì)量達標的要求。 3、該類尾礦的高效利用實現(xiàn)了資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展，對于發(fā)展礦山
循環(huán)經(jīng)濟、實現(xiàn)節(jié)能減排、保障高磷赤鐵礦資源的高效利用、促進礦產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有
重要意義，同時還節(jié)約土地資源，降低了建筑用磚的成本。 4、本發(fā)明的方法具有生產(chǎn)工序簡單、成本低的特點，制得的劈開磚的吸水率低于 6% (質(zhì)量)，抗彎強度不小于12MPa，產(chǎn)品的外觀和性能達到GBT3810-2006陶瓷磚的國家 標準。
具體實施例方式
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的
內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
實施例1 :
利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚的方法，它包括如下步驟 1)原料預處理①將高磷赤鐵礦尾礦烘干至含水率為1 % (質(zhì)量)，磨細至粒徑為小于O. 15mm，備用；②粘土直接使用；所述的高磷赤鐵礦尾礦是高磷赤鐵礦石依次經(jīng)過破碎、磨礦、離心分級、強磁選回收鐵精礦后的泥漿，經(jīng)過濃縮、壓濾所得的濾餅，濾餅的含水量為30% 35% (質(zhì)量)； 2)配料按各原料所占質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦65%、粘土35%，稱取高磷赤鐵礦尾礦和粘土，備用； 3)練泥將高磷赤鐵礦尾礦和粘土放入練泥機中，加入水練泥，得到泥料；其中，水的加入量為高磷赤鐵礦尾礦和粘土總質(zhì)量的18% ; 4)陳腐泥料在2(TC溫度和50%濕度下陳腐24h，陳腐后得到含水率為17% (質(zhì)量)的泥料； 5)擠壓成型利用裝有中空模具的真空螺旋擠出機將陳腐后的泥料擠壓成型，陳腐后的泥料的含水率為17% (質(zhì)量)，擠出成型的真空度為0.086MPa以上，擠出壓力為1. 8MPa，得到磚還； 6)磚坯干燥磚坯在室內(nèi)自然干燥24h，使磚坯的含水率降至10% (質(zhì)量)，再送入干燥室內(nèi)干燥5h，干燥溫度為105t:，控制磚坯的含水率降至1% (質(zhì)量)，得到干燥好的坯體； 7)燒結(jié)將干燥好的坯體入爐燒制，從室溫開始以3°C /min的升溫速率低速升溫，直接升到燒成溫度115(TC，再保溫lh ;然后自然冷卻至室溫，劈開(即切割)，得到劈開磚。
經(jīng)檢驗，制得的劈開磚的吸水率低于6% (質(zhì)量)，抗彎強度不小于12MPa，顏色為紅褐色，產(chǎn)品的外觀和性能達到GBT3810-2006陶瓷磚的國家標準。
實施例2 : 利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚的方法，它包括如下步驟 1)原料預處理①將高磷赤鐵礦尾礦烘干至含水率為1 % (質(zhì)量)，磨細至粒徑為小于O. 15mm，備用；②粘土直接使用；所述的高磷赤鐵礦尾礦是難選鮞狀高磷赤鐵礦石選取鐵精礦后的尾礦； 2)配料按各原料所占質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦60%、粘土40%，稱取高磷赤鐵礦尾礦和粘土，備用； 3)練泥將高磷赤鐵礦尾礦和粘土放入練泥機中，加入水練泥，得到泥料；其中，水的加入量為高磷赤鐵礦尾礦和粘土總質(zhì)量的15% ; 4)陳腐泥料在2(TC溫度和50%濕度下陳腐24h，陳腐后得到含水率為16% (質(zhì)量)的泥料； 5)擠壓成型利用裝有中空模具的真空螺旋擠出機將陳腐后的泥料擠壓成型，陳腐后的泥料的含水率為16% (質(zhì)量)，擠出成型的真空度為0.086MPa以上，擠出壓力為1. 5MPa，得到磚還； 6)磚坯干燥磚坯在室內(nèi)自然干燥24h，使磚坯的含水率降至10% (質(zhì)量)以下，再送入干燥室內(nèi)干燥5h，干燥溫度為1051:，控制磚坯的含水率降至1% (質(zhì)量)，得到干燥好的坯體； 7)燒結(jié)將干燥好的坯體入爐燒制，從室溫開始以3°C /min的升溫速率低速升溫，直接升到燒成溫度120(TC，再保溫lh ;然后自然冷卻至室溫，劈開(即切割)，得到劈開磚。
經(jīng)檢驗，制得的劈開磚的吸水率低于6% (質(zhì)量)，抗彎強度不小于12MPa，顏色為紅褐色，產(chǎn)品的外觀和性能達到GBT3810-2006陶瓷磚的國家標準。
實施例3 : 利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚的方法，它包括如下步驟 1)原料預處理①將高磷赤鐵礦尾礦烘干至含水率為1 % (質(zhì)量)，磨細至粒徑為小于O. 15mm，備用；②粘土直接使用；所述的高磷赤鐵礦尾礦是原礦經(jīng)過磨細選取鐵精礦后的尾礦； 2)配料按各原料所占質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦70%、粘土30%，稱取高磷赤鐵礦尾礦和粘土，備用； 3)練泥將高磷赤鐵礦尾礦和粘土放入練泥機中，加入水練泥，得到泥料；其中，水的加入量為高磷赤鐵礦尾礦和粘土總質(zhì)量的20% ; 4)陳腐泥料在2(TC溫度和50%濕度下陳腐48h，陳腐后得到含水率為18% (質(zhì)量)的泥料； 5)擠壓成型利用裝有中空模具的真空螺旋擠出機將陳腐后的泥料擠壓成型，陳腐后的泥料的含水率為18% (質(zhì)量)，擠出成型的真空度為0.086MPa以上，擠出壓力為2. OMPa，得到磚還； 6)磚坯干燥磚坯在室內(nèi)自然干燥48h，使磚坯的含水率降至10% (質(zhì)量)以下，再送入干燥室內(nèi)干燥8h，干燥溫度為8(TC，控制磚坯的含水率降至1% (質(zhì)量)，得到干燥好的坯體； 7)燒結(jié)將干燥好的坯體入爐燒制，從室溫開始以3°C /min的升溫速率低速升溫，直接升到燒成溫度IIO(TC，再保溫lh ;然后自然冷卻至室溫，劈開(即切割)，得到劈開磚。
經(jīng)檢驗，制得的劈開磚的吸水率低于6% (質(zhì)量)，抗彎強度不小于12MPa，顏色為紅褐色，產(chǎn)品的外觀和性能達到GBT3810-2006陶瓷磚的國家標準。 本發(fā)明各原料的上下限、區(qū)間取值，以及工藝參數(shù)(如溫度、時間等)的上下限、區(qū)間取值都能實現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實施例。
權(quán)利要求
利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚的方法，其特征在于它包括如下步驟1)原料預處理①將高磷赤鐵礦尾礦烘干至質(zhì)量含水率為1～2％，磨細至粒徑為小于0.15mm，備用；②粘土直接使用；2)配料按各原料所占質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦60％～70％、粘土30％～40％，稱取高磷赤鐵礦尾礦和粘土，備用；3)練泥將高磷赤鐵礦尾礦和粘土放入練泥機中，加入水練泥，得到泥料；其中，水的加入量為高磷赤鐵礦尾礦和粘土總質(zhì)量的15％～20％；4)陳腐泥料在20～35℃溫度和45～60％濕度下陳腐24～72h，陳腐后得到質(zhì)量含水率為16％～18％的泥料；5)擠壓成型利用裝有中空模具的真空螺旋擠出機將陳腐后的泥料擠壓成型，擠出成型的真空度為0.086MPa以上，擠出壓力為1.5～2.0MPa，得到磚坯；6)磚坯干燥磚坯在室內(nèi)自然干燥24～48h，使磚坯的質(zhì)量含水率降至10％以下，再送入干燥室內(nèi)干燥5～8h，干燥溫度為80～105℃，控制磚坯的質(zhì)量含水率降至1％，得到干燥好的坯體；7)燒結(jié)將干燥好的坯體入爐燒制，從室溫開始以3℃/min的升溫速率低速升溫，直接升到燒成溫度1100～1200℃，再保溫1h；然后自然冷卻至室溫，劈開，得到劈開磚。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚的方法，其特征在于所述 各原料所占質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦65%、粘土 35%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚的方法，其特征在于步驟1)所述的高磷赤鐵礦尾礦是高磷赤鐵礦石依次經(jīng)過破碎、磨礦、離心分級、強磁選回收鐵精礦后的泥漿，經(jīng)過濃縮、壓濾所得的濾餅，濾餅的質(zhì)量含水量為30% 35%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚的方法，其特征在于步驟1)所述的高磷赤鐵礦尾礦是難選鮞狀高磷赤鐵礦石選取鐵精礦后的尾礦。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚的方法，其特征在于步驟1)所述的高磷赤鐵礦尾礦是原礦經(jīng)過磨細選取鐵精礦后的尾礦。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑制磚技術(shù)領(lǐng)域，具體地講涉及一種利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚的方法。利用高磷赤鐵礦尾礦制備劈開磚的方法，其特征在于它包括如下步驟1)原料預處理①將高磷赤鐵礦尾礦烘干，磨細，備用；②粘土直接使用；2)配料按各原料所占質(zhì)量百分數(shù)為高磷赤鐵礦尾礦60％～70％、粘土30％～40％，稱取高磷赤鐵礦尾礦和粘土，備用；3)練泥將高磷赤鐵礦尾礦和粘土放入練泥機中，加入水練泥，得到泥料；4)陳腐；5)擠壓成型，得到磚坯；6)磚坯干燥；7)燒結(jié)，得到劈開磚。高磷赤鐵礦尾礦在劈開磚原料總量中的質(zhì)量百分數(shù)為60％～70％，故高磷赤鐵礦尾礦利用率高，可大宗量消納尾礦，產(chǎn)品的外觀和性能達到GBT3810-2006陶瓷磚的國家標準。
文檔編號B28B1/00GK101786288SQ20101011207
公開日2010年7月28日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者張一敏, 陳章, 陳鐵軍 申請人:武漢理工大學