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黄金矿尾砂综合利用研究
2012-05-23
介绍了黄金矿尾砂制造微晶玻璃花岗石的研究。研究表明,用黄金矿尾砂为主要原料引入CaO、 MgO 等成分,形成CaO - Al2O3 - SiO2 系微晶玻璃。以此为基体,添加各种着色剂及助剂可制成各种颜色的微晶玻 璃花岗石,制品的各项物化性能达到天然花岗石,是一种优良的装饰材料。
Series No. 301  金 属 矿 山 总 第 301 期   2001年 第 7 期 July 2001 METAL MINE 凤综 合 利 用 凤 黄 金 矿 尾 砂 综 合 利 用 研 究 刘 心 中姚德董 凤 芝杨 新 春 (山 东 理 工 大 学 ) 摘 要 介 绍 了 黄 金 矿 尾 砂 制 造 微 晶 玻 璃 花 岗 石 的 研 究 。 研 究 表 明 ,用 黄 金 矿 尾 砂 为 主 要 原 料 引 入 CaO、 MgO 等 成 分 ,形 成 CaO - Al - SiO 系 微 晶 玻 璃 。 以 此 为 基 体 ,添 加 各 种 着 色 剂 及 助 剂 可 制 成 各 种 颜 色 的 微 晶 玻 2 O 3 2 璃 花 岗 石 ,制 品 的 各 项 物 化 性 能 达 到 天 然 花 岗 石 ,是 一 种 优 良 的 装 饰 材 料 。 关 键 词 黄 金 矿 尾 砂 微 晶 玻 璃 综 合 利 用 Research of the Comprehensive Utilization of Gold Tailings Liu Xingzhong Yao DeDong Fengzhi Yang Xingchun ( S hangdong University of Science and Engineering) Abstract   The research achievement of using gold tailings to produce micro crystalline glass granite is presented. The research has shown that with gold tailings as the main raw material and by introducing CaO and MgO into it ,CaO - Al SiO seriers microcrystal glass can be formed. With this as the base and by adding various dyeing and add agents ,micro2 2 O 3 - 2 crystal glass granite of various colours can be produced and their chemical and physical properties have reached those of natural granite and therefore , are a good decorating naterial. Keywords   Gold tailings ,Microcrystal glass ,Comprehensive utilization WWW.KY114.CN   我 国 黄 金 矿 产 资 源 较 为 丰 富 ,目 前 产 金 量 已 超 1   原 材 料 过 俄 罗 斯 ,为 世 界 主 要 产 金 大 国 之 一 。 我 国 的 山 东 、 辽 宁 、吉 林 、黑 龙 江 、河 南 、陕 西 等 地 都 是 中 国 重 要 产 金 地 区 ,大 部 分 为 脉 金 矿 ,砂 金 矿 较 少 。 原 产 脉 金 矿 在 其 开 采 、选 矿 过 程 中 产 生 的 大 量 尾 砂 ,在 各 产 金 矿 区 堆 积 如 山 ,对 当 地 的 生 态 环 境 造 成 极 大 的 危 害 ,是 限 制 黄 金 生 产 的 一 大 因 素 。 尾 砂 的 综 合 利 用 已 成 为 一 个 重 要 的 课 题 。 近 几 年 来 ,我 院 一 直 从 事 黄 金 矿 尾 砂 的 开 发 研 究 工 作 ,先 后 进 行 了 尾 砂 多 金 属 回 收 , 用 黄 金 矿 尾 砂 生 产 蒸 压 砖 、加 气 混 凝 土 、空 心 砌 块 、 金 星 玻 璃 、微 晶 玻 璃 、硅 酸 钙 板 等 产 品 的 研 究 。 其 中 的 一 些 成 果 已 在 企 业 推 广 应 用 ,取 得 了 良 好 的 社 会 效 益 和 经 济 效 益 。 特 别 是 微 晶 玻 璃 花 岗 石 的 开 发 为 黄 金 矿 尾 砂 利 用 找 到 一 条 新 的 途 径 。 微 晶 花 岗 石 是 一 种 人 造 石 材 ,在 前 苏 联 和 日 本 有 用 矿 渣 生 产 的 技 术 ,武 汉 工 业 大 学 曾 用 普 通 玻 璃 原 料 进 行 研 制 。 该 材 料 具 有 优 良 的 力 学 性 能 、良 好 的 装 饰 效 果 ,可 以 制 得 天 然 花 岗 石 中 很 少 或 没 有 的 品 种 ,具 有 天 然 花 岗 石 无 法 代 替 的 装 饰 效 果 ,更 适 合 代 替 天 然 花 岗 石 制 作 幕 墙 ,被 誉 为 21 世 纪 的 装 饰 材 料 。 黄 金 矿 尾 砂 :取 自 山 东 某 金 矿 。 该 矿 尾 砂 的 化 学 成 分 和 矿 物 成 分 见 表 1 和 表 2 ,粒 度 组 成 见 表 3 ; 碳 酸 钙 :工 业 级 纯 度 > 98 %;硫 酸 钠 :化 学 纯 ;颜 料 及 其 他 添 加 剂 :均 为 化 学 纯 。 表 1 尾 砂 化 学 成 分ω / % 成 分 含 量 SiO2 Al2O3 FeO Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O 烧 减 62.40 13.29 1.69 6.57 2.53 2.16 2.51 4.12 1.93 表 2 尾 砂 矿 物 成 分 / % 成 含 分 量 石 英 黄 铁 矿 斜 长 石 钾 长 石 绢 云 母 8. 40 18. 41 22. 34 4. 10 其 他 42. 00 5. 00 表 3 尾 砂 粒 度 组 成 粒 度 / mm - 0. 90 - 0. 28 + 0. 28 + 0. 18 + 0. 125 + 0. 098 + 0. 076 - 0. 18 - 0. 125 - 0. 098 - 0. 076 + 0. 90 含 量 / % 0. 20 2. 30 2. 00 23. 05 13. 75 13. 10 45. 60 2 试 验 方 法 (1) 玻 璃 的 熔 剂 。 选 用 黄 金 矿 尾 砂 、石 灰 石 等 刘 心 中 ,山 东 理 工 大 学 资 源 与 环 境 工 程 学 院 ,副 教 授 ,255091 山 东 省 淄 博 市 。 凤 43 凤 总 第 301 期 金 属 矿 山 2001 年 第 7 期 原 料 ,按 一 定 配 比 称 量 配 料 ,配 合 料 混 合 均 匀 后 在 1 450 ℃ 下 熔 制 ,玻 璃 液 经 水 淬 后 得 粒 化 玻 璃 渣 (基 础 玻 璃 ) 。 ( 2) 微 晶 玻 璃 花 岗 石 的 烧 成 。 水 淬 的 玻 璃 渣 经 过 洗 涤 、烘 干 、粉 碎 、筛 分 后 ,以 粗 、中 、细 3 种 粒 度 以 一 定 比 例 在 涂 有 氧 化 铝 脱 模 剂 的 模 具 内 摊 平 ,经 4 图 1基 础 玻 璃 成 核 SEM 照 片 ~ 6 h 左 右 的 热 处 理 ,最 高 处 理 温 度 为 1 100 ℃ 。 脱 模 后 ,制 品 经 切 割 、研 磨 、抛 光 即 可 得 具 有 美 丽 花 斑 的 微 晶 玻 璃 花 岗 石 制 品 。 ( 3) 配 方 试 验 。 根 据 尾 砂 成 分 主 要 为 Al2O3 的 特 点 ,可 引 入 CaO、MgO 等 成 分 以 形 成 不 同 的 基 体 玻 璃 。 考 虑 到 原 料 来 源 、制 品 性 能 等 因 素 ,采 用 CaO 图 2微 晶 玻 璃 SEM 照 片 ( 3) 玻 璃 成 分 。 黄 金 矿 尾 砂 含 SiO2 量 很 高 ,导 - Al2O3 - SiO2 系 微 晶 玻 璃 较 为 适 宜 。 试 验 中 主 要 致 熔 融 温 度 高 ,析 晶 速 度 慢 。 引 入 适 量 CaO 成 分 , 可 有 效 降 低 熔 融 时 玻 璃 粘 度 ,有 利 于 析 晶 产 物 的 形 成 。 但 若 引 入 量 太 多 ,导 致 SiO2 含 量 降 低 ,造 成 制 品 光 泽 度 降 低 ,机 械 性 能 差 。 加 入 一 定 量 的 ZnO 作 为 脱 色 剂 ,以 保 证 生 产 白 色 品 种 时 的 白 度 和 色 泽 。 引 入 各 种 着 色 剂 可 使 基 体 玻 璃 着 色 ,制 得 各 种 颜 色 的 微 晶 玻 璃 。 引 入 核 化 剂 TiO2 等 可 加 速 析 晶 。 另 外 ,要 充 分 注 意 尾 砂 中 各 种 重 金 属 元 素 的 存 在 ,它 们 也 可 以 加 速 析 晶 过 程 。 对 CaO 的 引 入 量 ,对 工 艺 和 制 品 性 能 的 影 响 及 着 色 剂 、核 化 剂 等 微 量 成 分 的 加 入 量 进 行 了 试 验 。 其 合 适 的 玻 璃 成 分 为 SiO2 50 %~ 60 %、CaO 10 %~ 2 2 4 5 %、Al2O3 10 %~ 25 %、MgO 0~ 5 %、Fe2O3 1 %~ 0 %、R2O 1 %~ 10 %、Cr2O3 0 ~ 5 %、CaF2 0 ~ %、TiO2 0~ 5 %、ZnO 0~ 10 %、MnO2 0~ 5 %、 CuO 0~ 6 %、B2O3 0~ 4 %、BaO 0~ 7 %、Sb2O3 0~ 1 %。 ( 4) 测 试 。 吸 水 率 用 真 空 法 测 得 ;抗 折 强 度 采 WWW.KY1(4 14方 法 .。 试C验 中 也 N曾 采 用 浇 铸 成 型 的 方 ) 成 型 应 用 前 景 和 效 益 分 析 用 KZY - 30 小 型 抗 折 机 测 定 ,试 样 规 格 为 60 mm 总 10 mm 总 10 mm ;抗 压 强 度 采 用 60 t 通 用 力 学 试 验 机 测 定 ,试 验 规 格 为 10 mm 总 40 mm 总 10 mm ,用 常 规 方 法 测 试 制 品 的 其 它 性 能 。 法 ,但 制 品 的 均 匀 性 不 及 烧 结 法 ;而 烧 结 法 存 在 模 具 耗 用 大 ,磨 光 、抛 光 费 用 高 的 缺 点 。 4 据 统 计 ,1995 年 全 国 陶 瓷 和 石 材 类 装 饰 材 料 消 2 3 结 果 与 讨 论 1) 晶 相 分 析 。 通 过 对 晶 化 后 的 样 品 进 行 XRD 分 析 ,主 晶 相 是 硅 灰 石 ; SEM 照 片 见 图 1、图 费 达 315 亿 m ,再 加 上 国 际 市 场 的 需 求 ,其 市 场 容 量 是 巨 大 的 。 与 天 然 石 材 相 比 较 ,生 产 成 本 较 低 ,且 有 免 增 值 税 等 优 惠 政 策 。 其 独 特 的 装 饰 效 果 ,厚 度 小 ,更 适 合 制 作 幕 墙 。 在 全 世 界 一 片 保 护 生 态 环 境 的 声 浪 中 ,天 然 石 材 的 开 采 和 使 用 必 将 受 到 影 响 (包 括 人 们 对 其 放 射 性 的 担 心 ) 。 因 此 ,该 产 品 具 有 良 好 的 经 济 和 社 会 效 益 ,应 用 前 景 广 阔 。 ( 2 。 ( 2) 力 学 性 能 。 见 表 4、表 5。 表 4 微 晶 玻 璃 物 理 力 学 性 能 抗 压 抗 弯 强 度 强 度 / 抗 冲 击 强 度 体 积 密 度 吸 水 耐 碱 耐 磨 性 (g凤cm - 3) 率 / % 性 / %/ (g凤cm - 3)光 泽 度 MPa / MPa/ (MPa凤cm)/ 1 03. 6 30. 4 0. 61 2. 92 0. 001 99. 32 0. 074 100 参 考 文 献 1 刘 心 中 ,等 1 用 黄 金 尾 砂 生 产 微 晶 玻 璃 制 品 的 方 法 1 中 国 专 利 4110747 ,711996 - 0221 王 立 久 ,成 世 凡 1 粉 煤 灰 建 筑 微 晶 玻 璃 工 业 化 试 验 研 究 1 新 型 建 筑 材 料 ,1994(4) :4~ 3   李 汉 良 ,等 1 利 用 二 次 资 源 制 备 黑 色 微 晶 玻 璃 的 研 究 1 上 海 硅 酸 ,1995(3) :21~ 23 李 荣 生 1 苏 联 的 矿 渣 微 晶 玻 璃 1 玻 璃 技 术 ,1988(1) :8~ , 表 4 同 类 产 品 比 较 抗 压 抗 弯 抗 冲 击 9 耐 磨 性 / (g凤 ) 体 积 密 度 吸 水 耐 碱 光 泽 度 2 产 品 强 度 强 度 强 度 / - 3 MPa/ MPa/ (MPa凤cm)/ (g凤cm ) 率 / % 性 / %cm - 3 7 本 产 品 103. 6 30. 4 大 理 石 120 11 花 岗 石 120 15 陶 瓷 砖 400 50 0. 61 0. 14 0. 31 0. 63 2. 92 0. 001 99. 32 0. 074 100 2. 7 2. 8 2. 5 0. 2 0. 2 0. 6 100 98 0. 23 100 98 0. 71 90 盐 4 9 ( 收 稿 日 期 2001203201) 凤 44 凤
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