本申請涉及稀土金屬尾礦再開發(fā)利用，具體涉及一種金屬尾礦和鋼渣混合制備的陶粒及其方法。

背景技術：

1、稀土尾礦中含有重要的金屬資源，具有較高的經(jīng)濟價值，在礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中，其開采利用率往往達不到100％，會產(chǎn)生大量的稀土尾礦，而稀土尾礦的產(chǎn)生不僅會浪費資源，而且會占用土地，容易造成水土流失，所以稀土尾礦的處理問題制約著稀土行業(yè)的發(fā)展，其綜合利用已經(jīng)成為影響稀土行業(yè)發(fā)展的重要因素。

2、目前，稀土尾礦的在開發(fā)利用具有重要的實際意義。在現(xiàn)有利用稀土尾礦制備陶粒的技術上，為了保證制備出陶粒的強度，往往需要對混合料進行連續(xù)的混合攪拌。但是，現(xiàn)有技術往往無法精確地對混合攪拌時間進行控制，當混合攪拌時間較短時，容易使得混合料的混合均勻性較差，會導致制備出陶粒的強度較弱，無法滿足陶粒在實際應用上的強度要求。

3、為了能夠保證制備的陶粒在實際應用上的強度要求，混合攪拌過程通常會設置較長的混合攪拌時間，當混合料達到充分混合均勻的時間后，現(xiàn)有技術無法在滿足混合料充分混合均勻的基礎上，及時停止對混合料的混合攪拌，從而導致對混合料進行混合攪拌的時間過長，使得產(chǎn)生制備時間以及電力能源的浪費，導致制備陶粒的效率較低、制備成本較高的問題出現(xiàn)。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術問題，本申請的目的在于提供一種金屬尾礦和鋼渣混合制備的陶粒及其方法，所采用的技術方案具體如下：

2、本申請實施例提供了一種金屬尾礦和鋼渣混合的陶粒制備方法，包括以下步驟：

3、將金屬尾礦和鋼渣破碎，將破碎后的混合物磨成粉狀，得到稀土尾礦混合物；

4、對石油鉆井漿料固液分離，得到石油鉆井廢液，對稀土尾礦混合物浸漬，得到石油鉆井廢液浸漬后的浸漬液以及浸漬后的稀土尾礦混合物；

5、取石油鉆井廢液浸漬后的浸漬液及浸漬后的稀土尾礦混合物、工業(yè)廢磚頭、蘇州土、高鋁礬土、粉煤灰、硅灰、凹凸棒土、煤矸石、秸稈廢料、工業(yè)磷酸、鋼纖維、磷石膏、氧化鋁溶膠、聚丙烯纖維、硫酸鈉、檸檬酸、苯扎氯銨、膨潤土、河沙及石墨粉，混合攪拌，根據(jù)攪拌過程中的高光譜數(shù)據(jù)分析混合物的攪拌情況判斷是否停止攪拌，判斷過程為：

6、采集攪拌過程中混合料的高光譜圖像，并劃分為多個子區(qū)域；

7、基于各子區(qū)域內不同像元之間反射率的差異情況構建各子區(qū)域的物料相似度，對所有物料相似度閾值分割，將子區(qū)域分為物料區(qū)域和非物料區(qū)域，各時刻高光譜圖像中非物料區(qū)域數(shù)目與子區(qū)域總數(shù)目的比值確定為各時刻的物料混合概率；

8、根據(jù)各時刻所有物料區(qū)域的物料相似度的平均水平以及各時刻不同物料區(qū)域中心位置像元的反射率之間的相關關系，構建各時刻的物料滲透阻滯度，結合所述物料混合概率獲取各時刻的物料運動復雜度；

9、將與各時刻時間間隔最近的多個時刻組成各時刻的局部時刻集，根據(jù)各時刻的局部時刻集中所有時刻的物料運動復雜度的分布混亂程度以及極差，確定各時刻的物料混合變化度，以判斷是否停止攪拌；

10、將充分混合攪拌后的混合料進行均化、成球及包膜、篩分靜養(yǎng)、蒸煮制備，獲得陶粒。

11、優(yōu)選的，所述金屬尾礦和鋼渣的重量比例為1:1，出磨細度為0.08mm方孔篩篩余10％。

12、優(yōu)選的，所述浸漬溫度為47℃，浸漬時間為24h。

13、優(yōu)選的，石油鉆井廢液浸漬后的稀土尾礦混合物460份，浸漬后的浸漬液250份，工業(yè)廢磚頭10份，蘇州土10份，高鋁礬土10份，粉煤灰10份，硅灰10份，凹凸棒土10份，煤矸石10份，秸稈廢料10份，工業(yè)磷酸3份，鋼纖維3份，磷石膏3份，氧化鋁溶膠3份，聚丙烯纖維2份，硫酸鈉2份，檸檬酸2份，苯扎氯銨2份，膨潤土2份，河沙2份，石墨粉2份。

14、優(yōu)選的，所述各子區(qū)域的物料相似度對應計算公式為：

15、式中，gi為第i個子區(qū)域的物料相似度，n為子區(qū)域內的像元數(shù)目，dtw()為dtw距離，∈為避免分母為零的數(shù)值，gi,j和gi,j―1為第i個子區(qū)域內第j個、第j-1個像元的反射率序列，將各像元的反射率按照波長升序排列組成各像元的反射率序列。

16、優(yōu)選的，所述各時刻的物料滲透阻滯度對應計算公式為：

17、式中，dt為時刻t的物料滲透阻滯度，gxt為時刻t高光譜圖像中所有物料區(qū)域的物料相似度的均值，mt為時刻t高光譜圖像中物料區(qū)域的數(shù)目，cos()為余弦相似度，ft,d和ft,d―1為時刻t高光譜圖像中第d個、第d-1個物料區(qū)域中心像元的反射率序列，中心像元的反射率序列由中心像元的反射率按照波長升序排列組成。

18、優(yōu)選的，所述各時刻的物料運動復雜度為各時刻的物料混合概率與物料滲透阻滯度的比值。

19、優(yōu)選的，所述確定各時刻的物料混合變化度，以判斷是否停止混合攪拌，進一步包括：

20、ht＝norm(σvt×zvt)，式中，ht為時刻t的物料混合變化度，norm()為歸一化函數(shù)，σvt為時刻t的局部時刻集中所有時刻對應的物料運動復雜度的信息熵，zvt為時刻t的局部時刻集中所有時刻對應的物料運動復雜度的極差；

21、若物料混合變化度小于預設閾值，停止攪拌；否則，繼續(xù)攪拌，直至物料混合變化度小于預設閾值。

22、優(yōu)選的，所述均化后混合料的出料要求為粒徑0.6mm，篩余量13％；所述篩分靜養(yǎng)為從球體中篩選出小于19mm的球體，進入靜養(yǎng)機養(yǎng)護24小時；所述蒸煮制備為將靜養(yǎng)后的球體蒸壓處理，在1.0mpa的飽和蒸氣恒壓條件下反應4.5小時。

23、本申請實施例還提供了一種金屬尾礦和鋼渣混合制備的陶粒，所述陶粒采用上述任意一項所述方法的步驟制備而成。

24、由以上可見，本申請?zhí)峁┑囊环N金屬尾礦和鋼渣混合制備的陶粒及其方法，至少具有如下有益效果：

25、本申請通過對不同物料顆?；旌线^程中物料混合概率以及滲透阻滯特征進行分析，構建不同物料顆粒之間的物料運動復雜度，物料運動復雜度能夠反映不同物料顆粒之間發(fā)生較強的碰撞、滲透以及對流混合的運動特征，物料運動復雜度越大，此時越有利于混合料混合的均勻性；基于物料運動復雜度得到混合攪拌過程的物料混合變化度，物料混合變化度反映混合料之間物料運動復雜度的變化越大，物料混合變化度越小，表征此時不同物料顆粒之間物料運動復雜度的變化會趨近于穩(wěn)定，越能夠說明此時混合料沒有充分混合均勻，所以本發(fā)明通過物料混合變化度判斷是否停止進行混合攪拌。相比較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明能夠在保證混合料充分混合均勻的基礎上，及時地停止對混合料進行混合攪拌，避免產(chǎn)生制備時間以及電力能源的浪費，能夠有效地提高制備陶粒的效率，并降低陶粒的制備成本。

技術特征：

1.一種金屬尾礦和鋼渣混合的陶粒制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權利要求1所述的一種金屬尾礦和鋼渣混合的陶粒制備方法，其特征在于，所述金屬尾礦和鋼渣的重量比例為1:1，出磨細度為0.08mm方孔篩篩余10％。

3.如權利要求1所述的一種金屬尾礦和鋼渣混合的陶粒制備方法，其特征在于，所述浸漬溫度為47℃，浸漬時間為24h。

4.如權利要求1所述的一種金屬尾礦和鋼渣混合的陶粒制備方法，其特征在于，石油鉆井廢液浸漬后的稀土尾礦混合物460份，浸漬后的浸漬液250份，工業(yè)廢磚頭10份，蘇州土10份，高鋁礬土10份，粉煤灰10份，硅灰10份，凹凸棒土10份，煤矸石10份，秸稈廢料10份，工業(yè)磷酸3份，鋼纖維3份，磷石膏3份，氧化鋁溶膠3份，聚丙烯纖維2份，硫酸鈉2份，檸檬酸2份，苯扎氯銨2份，膨潤土2份，河沙2份，石墨粉2份。

5.如權利要求1所述的一種金屬尾礦和鋼渣混合的陶粒制備方法，其特征在于，所述各子區(qū)域的物料相似度對應計算公式為：

6.如權利要求1所述的一種金屬尾礦和鋼渣混合的陶粒制備方法，其特征在于，所述各時刻的物料滲透阻滯度對應計算公式為：

7.如權利要求1所述的一種金屬尾礦和鋼渣混合的陶粒制備方法，其特征在于，所述各時刻的物料運動復雜度為各時刻的物料混合概率與物料滲透阻滯度的比值。

8.如權利要求1所述的一種金屬尾礦和鋼渣混合的陶粒制備方法，其特征在于，所述確定各時刻的物料混合變化度，以判斷是否停止混合攪拌，進一步包括：

9.如權利要求1所述的一種金屬尾礦和鋼渣混合的陶粒制備方法，其特征在于，所述均化后混合料的出料要求為粒徑0.6mm，篩余量13％；所述篩分靜養(yǎng)為從球體中篩選出小于19mm的球體，進入靜養(yǎng)機養(yǎng)護24小時；所述蒸煮制備為將靜養(yǎng)后的球體蒸壓處理，在1.0mpa的飽和蒸氣恒壓條件下反應4.5小時。

10.一種金屬尾礦和鋼渣混合制備的陶粒，其特征在于，所述陶粒采用權利要求1-9任意一項所述方法的步驟制備而成。

技術總結
本申請涉及稀土金屬尾礦再開發(fā)利用技術領域，具體涉及一種金屬尾礦和鋼渣混合制備的陶粒及其方法，該方法包括：將金屬尾礦和鋼渣破碎，磨成粉狀，得到稀土尾礦混合物；對石油鉆井漿料固液分離，得到石油鉆井廢液，浸漬稀土尾礦混合物，得到石油鉆井廢液浸漬后的浸漬液及稀土尾礦混合物；取石油鉆井廢液浸漬后的浸漬液及稀土尾礦混合物、工業(yè)廢磚頭、蘇州土、高鋁礬土、粉煤灰、硅灰、凹凸棒土、煤矸石、秸稈廢料、工業(yè)磷酸、鋼纖維、磷石膏、氧化鋁溶膠、聚丙烯纖維、硫酸鈉、檸檬酸、苯扎氯銨、膨潤土、河沙及石墨粉混合攪拌，將混合料進行均化、成球及包膜、篩分靜養(yǎng)、蒸煮制備獲得陶粒。本申請可提高制備陶粒的效率，降低陶粒制備成本。

技術研發(fā)人員：孫士杰
受保護的技術使用者：悅立達（河北）環(huán)境科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/11/14