本發(fā)明涉及一種將重晶石提取硫酸鋇后的廢渣低溫?zé)Y(jié)為人造石的方法，屬于固體廢棄物資源再生利用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
重晶石是一種很重要的非金屬礦物原料，資源豐富，分布廣泛。主要化學(xué)成分硫酸鋇具有廣泛的工業(yè)用途。目前工業(yè)中生產(chǎn)硫酸鋇主要是從重晶石中提取，但是此種生產(chǎn)硫酸鋇的方法產(chǎn)生了大量的礦渣。這些數(shù)量巨大的礦渣被隨意丟棄且未經(jīng)過任何進(jìn)一步的處理。大量的廢渣造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此，重晶石廢渣的回收和利用已成為迫切需要解決的問題。
早在1999年國(guó)家計(jì)委和國(guó)家科技部聯(lián)合發(fā)布的《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南》第55項(xiàng)中就指出：“近期產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)是：選擇廢棄物復(fù)合材料……”。在2007年國(guó)家發(fā)改委和科技部聯(lián)合發(fā)布的《當(dāng)前優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南》第119項(xiàng)中仍指出：“利用工業(yè)固體廢棄物生產(chǎn)復(fù)合材料……”。由此可見，利用低熔點(diǎn)玻璃粉為粘結(jié)劑將重晶石廢渣燒結(jié)為高強(qiáng)度人造石這類無機(jī)非金屬基復(fù)合材料制品作為這類固體廢棄物資源化利用技術(shù)符合國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種將重晶石廢渣低溫?zé)Y(jié)為人造石的方法，可以有效解決重晶石提取硫酸鋇后的廢渣排放所產(chǎn)生的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問題。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一、 將重晶石提取硫酸鋇產(chǎn)生的廢渣通過粉磨設(shè)備磨至粒度為300目以上；
二、將步驟一所得到的廢渣粉末按照質(zhì)量百分比75~90%與質(zhì)量百分比為10~25%的低熔點(diǎn)玻璃粉在行星式球磨機(jī)中球磨混合；
三、將步驟二中得到的混合粉末100克用8~15克質(zhì)量百分比濃度為5%的聚乙烯醇水溶液為粘結(jié)劑，研磨均勻后通過60目分樣篩得到塑性顆粒；
四、將步驟三中得到的塑性顆粒放入模具中，在50~100 MPa下壓制成粗坯樣品；
五、將粗坯樣品在一定溫度和氣氛下保溫?zé)Y(jié)一段時(shí)間后，冷卻到室溫即得到人造石樣品。
進(jìn)一步的，所述步驟二中使用的低熔點(diǎn)玻璃粉是Bi2O3-B2O3-ZnO系低熔點(diǎn)玻璃粉，平均粒徑為1.44微米，熔化溫度為450 ℃；或Bi2O3-B2O3-SiO2系低熔點(diǎn)玻璃粉，平均粒徑為1.44微米，熔化溫度為590 ℃；或BaO-ZnO-B2O3系低熔點(diǎn)玻璃粉，平均粒徑為2.12微米，熔化溫度為650 ℃。
進(jìn)一步的，步驟五中的燒結(jié)制度為以100 ℃/小時(shí)的升溫速率升溫到250 ℃并保溫2小時(shí)；然后以200 ℃/小時(shí)的升溫速率繼續(xù)升溫到500~700 ℃，保溫1~3小時(shí)；燒結(jié)氣氛為空氣氣氛；冷卻方式為隨爐自然冷卻。
重晶石提取硫酸鋇后的廢渣經(jīng)上述低溫?zé)Y(jié)后具有較高的強(qiáng)度，可作為建筑領(lǐng)域的人造石使用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：工藝過程簡(jiǎn)單，設(shè)備要求低，無有機(jī)試劑使用和排放，污染小，廢渣在人造石中含量高，利用率高。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
實(shí)施例1：將重晶石提取硫酸鋇產(chǎn)生的廢渣通過粉磨設(shè)備磨至粒度為300目以上；將磨細(xì)的廢渣粉末按照質(zhì)量百分90%與質(zhì)量百分比為10%的Bi2O3-B2O3-ZnO系低熔點(diǎn)玻璃粉在行星式球磨機(jī)中球磨混合；取混合粉末100克用10克質(zhì)量百分比濃度為5%的聚乙烯醇水溶液為粘結(jié)劑，研磨均勻后通過60目分樣篩得到塑性顆粒；將塑性顆粒放入模具中，在100 MPa下壓制成粗坯樣品；將粗坯樣品在空氣氣氛中以100 ℃/小時(shí)的升溫速率升溫到250 ℃并保溫2小時(shí)；然后以200 ℃/小時(shí)的升溫速率繼續(xù)升溫到500 ℃，保溫2小時(shí)后隨爐自然冷卻，冷卻到室溫即得到人造石樣品。按照陶瓷材料抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法（GB/T 4740-1999）測(cè)試樣品的抗壓強(qiáng)度，其值為55.9 MPa。按照陶瓷材料抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)方法（GB/T 4741-1999）測(cè)試復(fù)合材料樣品的彎曲強(qiáng)度，其值為28.3 MPa。
實(shí)施例2：將重晶石提取硫酸鋇產(chǎn)生的廢渣通過磨粉設(shè)備磨至粒度為300目以上；將磨細(xì)的廢渣粉末按照質(zhì)量百分90%與質(zhì)量百分比為10%的Bi2O3-B2O3-SiO2系低熔點(diǎn)玻璃粉在行星式球磨機(jī)中球磨混合；取混合粉末100克用10克質(zhì)量百分比濃度為5%的聚乙烯醇水溶液為粘結(jié)劑，研磨均勻后通過60目分樣篩得到塑性顆粒；將塑性顆粒放入模具中，在50 MPa下壓制成粗坯樣品；將粗坯樣品在空氣氣氛中以100 ℃/小時(shí)的升溫速率升溫到250 ℃并保溫2小時(shí)；然后以200 ℃/小時(shí)的升溫速率繼續(xù)升溫到650 ℃，保溫2小時(shí)；燒結(jié)氣氛為空氣氣氛；冷卻方式為隨爐自然冷卻，冷卻到室溫即得到人造石樣品。按照實(shí)施例1中的方法測(cè)試樣品的抗壓強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，分別為57.3 MPa和27.5 MPa。
實(shí)施例3：將重晶石提取硫酸鋇產(chǎn)生的廢渣通過磨粉設(shè)備磨至粒度為300目以上；將磨細(xì)的廢渣粉末按照質(zhì)量百分90%與質(zhì)量百分比為10%的BaO-ZnO-B2O3系低熔點(diǎn)玻璃粉在行星式球磨機(jī)中球磨混合；取混合粉末100克用10克質(zhì)量百分比濃度為5%的聚乙烯醇水溶液為粘結(jié)劑，研磨均勻后通過60目分樣篩得到塑性顆粒；將塑性顆粒放入模具中，在50 MPa下壓制成粗坯樣品；將粗坯樣品在空氣氣氛中以100 ℃/小時(shí)的升溫速率升溫到250 ℃并保溫2小時(shí)；然后以200 ℃/小時(shí)的升溫速率繼續(xù)升溫到700 ℃，保溫2小時(shí)；燒結(jié)氣氛為空氣氣氛；冷卻方式為隨爐自然冷卻，冷卻到室溫即得到人造石樣品。按照實(shí)施例1中的方法測(cè)試樣品的抗壓強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，分別為55.1 MPa和27.9 MPa。
實(shí)施例4：將重晶石提取硫酸鋇產(chǎn)生的廢渣通過磨粉設(shè)備磨至粒度為300目以上；將磨細(xì)的廢渣粉末按照質(zhì)量百分90%與質(zhì)量百分比為10%的Bi2O3-B2O3-ZnO系低熔點(diǎn)玻璃粉在行星式球磨機(jī)中球磨混合；取混合粉末100克用10克質(zhì)量百分比濃度為5%的聚乙烯醇水溶液為粘結(jié)劑，研磨均勻后通過60目分樣篩得到塑性顆粒；將塑性顆粒放入模具中，在100 MPa下壓制成粗坯樣品；將粗坯樣品在空氣氣氛中以100 ℃/小時(shí)的升溫速率升溫到250 ℃并保溫2小時(shí)；然后以200 ℃/小時(shí)的升溫速率繼續(xù)升溫到500 ℃，保溫1小時(shí)；燒結(jié)氣氛為空氣氣氛；冷卻方式為隨爐自然冷卻，冷卻到室溫即得到人造石樣品。按照實(shí)施例1中的方法測(cè)試樣品的抗壓強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，分別為58.5 MPa和30.8 MPa。
實(shí)施例5：將重晶石提取硫酸鋇產(chǎn)生的廢渣通過磨粉設(shè)備磨至粒度為300目以上；將磨細(xì)的廢渣粉末按照質(zhì)量百分92%與質(zhì)量百分比為8%的Bi2O3-B2O3-ZnO系低熔點(diǎn)玻璃粉在行星式球磨機(jī)中球磨混合；取混合粉末100克用10克質(zhì)量百分比濃度為5%的聚乙烯醇水溶液為粘結(jié)劑，研磨均勻后通過60目分樣篩得到塑性顆粒；將塑性顆粒放入模具中，在100 MPa下壓制成粗坯樣品；將粗坯樣品在空氣氣氛中以100 ℃/小時(shí)的升溫速率升溫到250 ℃并保溫2小時(shí)；然后以200 ℃/小時(shí)的升溫速率繼續(xù)升溫到500 ℃，保溫1小時(shí)；燒結(jié)氣氛為空氣氣氛；冷卻方式為隨爐自然冷卻，冷卻到室溫即得到人造石樣品。按照實(shí)施例1中的方法測(cè)試樣品的抗壓強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，分別為55.7 MPa和28.8 MPa。