第 22 卷 第 2 期 1999 年 5 月 山 东 陶 瓷 SHANDONG CERAMICS Vol. 22 No. 2 May 1999 磁 铁 矿 尾 矿 作 为 建 陶 原 料 的 实 验 研 究 Ⅰ ① Ⅱ 杨 赞 中 沈 万 慈 Ⅰ 任 京 成 ( Ⅰ — 清 华 大 学 摩 擦 学 国 家 重 点 实 验 室 北 京 100084) ( Ⅱ — 中 国 地 质 大 学 材 料 学 院 北 京 100084) 　 摘 要 矽 卡 岩 型 铁 矿 尾 矿 是 以 辉 石 族 矿 物 为 主 的 混 合 矿 物 ,直 接 作 为 建 陶 原 料 应 用 时 ,因 含 有 一 定 杂 质 ,致 使 产 品 严 重 收 缩 变 形 ,表 面 呈 麻 点 状 。 限 制 了 这 类 原 料 的 应 用 。 本 文 通 过 对 某 矽 卡 岩 型 铁 矿 尾 矿 进 行 原 料 开 发 工 艺 研 究 ,较 好 地 解 决 了 所 存 在 的 问 题 ,并 将 该 尾 矿 最 大 限 度 地 资 源 化 。 关 键 词 铁 矿 尾 矿 杂 质 混 合 矿 物 建 陶 原 料 11 前 言 尾 矿 是 一 种 高 势 能 (地 表 或 地 下 开 采 出 ) 高 表 面 能 (细 度 在 0. 10mm) 的 蓄 能 物 质 。 世 界 发 达 国 家 已 把 无 废 料 矿 山 作 为 矿 业 开 发 的 目 标 ,把 尾 矿 开 发 利 用 程 度 作 为 衡 量 一 个 国 家 科 学 技 术 水 平 和 经 济 发 达 程 度 的 标 志 。 在《 中 国 21 世 纪 议 程 》中《 尾 矿 的 处 理 ,管 理 及 资 源 化 示 范 化 工 程 》被 列 入“ 资 源 保 护 与 利 用 ”优 先 领 域 的 优 先 项 目 计 划 。 矽 卡 岩 型 铁 矿 尾 矿 ,是 一 种 以 辉 石 为 主 要 组 成 部 分 ,同 时 含 有 石 英 、斜 长 石 、方 解 石 、云 母 、 绿 泥 石 及 少 量 磁 铁 矿 等 。 若 能 进 一 步 分 离 ,使 有 害 的 与 有 益 的 矿 物 相 互 分 离 ,那 么 ,就 可 以 根 据 某 种 混 合 物 的 性 质 进 行 开 发 应 用 。 根 据 这 样 一 个 混 合 物 的 性 质 进 行 开 发 应 用 ,突 破 过 去 须 是 单 一 物 质 方 可 应 用 的 束 缚 ,将 对 尾 矿 资 源 化 和 原 料 劣 质 化 起 到 积 极 的 推 动 作 用 。 21 试 样 性 质 研 究 尾 矿 样 取 自 山 东 金 岭 铁 矿 尾 矿 库 。 尾 矿 外 观 为 灰 色 粉 末 ,因 长 期 堆 放 ,含 有 一 些 杂 物 。 其 粒 度 组 成 见 下 表 。 表 1尾 矿 粒 度 组 成 粒 度 (mm) 含 量 ( %) 0. 154 26. 21 0. 098～ 0. 154 0. 076～ 0. 098 0. 076 45. 69 19. 29 8. 91 　 由 表 可 见 ,其 平 均 粒 度 d = 0. 105mm , 接 近 建 陶 坯 体 成 型 粒 度 要 求 。 表 2尾 矿 化 学 组 成 成 分 含 量 Si02 Al2O3 5. 35 Fe2O3 8. 23 TiO2 CaO MgO 13. 17 K2O Na2O 1. 03 LOI 36. 45 0. 19 19. 42 0. 97 15. 40 ( %) ① 副 教 授 ,清 华 大 学 材 料 科 学 与 工 程 研 究 院 ,复 合 材 料 专 业 。 3 6 山 东 陶 瓷 第 22 卷 　 通 过 尾 矿 物 相 分 析 ,其 主 要 矿 物 组 成 为 辉 石 、石 英 、方 解 石 、云 母 、绿 泥 石 、磁 铁 矿 等 。 按 粒 级 对 矿 物 组 成 进 行 镜 下 观 察 , 发 现 留 存 下 列 特 征 : 铁 矿 物 、绿 泥 石 和 方 解 石 在 01076mm 粒 级 中 相 对 富 积 ,云 母 在 粗 粒 级 含 量 相 对 较 高 ,石 英 、长 石 则 集 中 于 中 粗 粒 级 。 表 3各 产 物 组 成 情 况 3 1 试 样 处 理 主 要 组 成 矿 物 磁 铁 矿 含 量 ( %) 磁 选 产 物 3. 18 　 根 据 上 述 研 究 结 果 ,经 多 方 案 比 较 ,最 终 采 重 产 物 混 合 矿 物 云 母 磁 黄 铁 矿 、黄 铁 矿 等 辉 石 、石 英 、长 石 、方 解 石 云 母 及 少 量 混 合 矿 物 泥 质 矿 物 10. 01 58. 93 12. 05 15. 83 100. 00 用 如 下 流 程 对 尾 矿 进 行 处 理 ,并 获 得 几 组 成 分 接 近 的 产 物 。 矿 泥 通 过 试 样 处 理 过 程 观 察 和 产 品 检 测 ,发 现 云 母 剔 除 比 较 彻 底 。 在 摇 床 上 发 现 明 显 的 云 母 合 计 带 ,且 按 粒 度 沿 给 料 端 到 尖 灭 区 均 匀 分 布 ,大 片 比 例 较 高 。 残 余 磁 铁 矿 及 硫 铁 矿 分 离 彻 底 。 这 样 影 响 制 品 质 量 的 杂 质 予 以 去 除 ,而 混 合 矿 物 则 完 全 可 以 作 为 坯 用 原 料 应 用 。 表 4混 合 矿 物 化 学 组 成 组 分 含 量 SiO2 Al2O3 4. 16 Fe2O3 5. 75 TiO2 CaO MgO K2O Na2O 0. 97 LOI 34. 44 O. 19 24. 74 10. 99 0. 72 17. 75 ( %) 试 样 41 原 料 应 用 实 验 及 结 果 分 析 水 筛 (20 目 ) 参 照 透 辉 石 、透 闪 石 类 坯 体 的 配 方 ,采 用 不 ↓ ↓ 磁 团 聚 杂 项 同 比 例 配 料 ,形 成 多 种 配 方 ,进 行 产 品 试 制 和 检 测 ,确 定 了 最 佳 配 方 和 工 艺 条 件 。 工 艺 流 程 :配 料 → 球 磨 → 脱 水 干 燥 → 造 粒 ↓↓ 湿 式 磁 选 泥 质 物 料 → 陈 腐 → 压 制 → 素 烧 → 检 测 。 工 艺 条 件 :磨 细 度 万 孔 筛 余 2. 5 % ,成 形 水 分 6 %～ 7 % ,100t 摩 擦 压 机 ,素 烧 温 度 1130 ℃ , 烧 成 周 期 50min。 ↓ ↓ 磁 铁 矿 素 坯 按 协 作 厂 家 内 控 标 准 检 测 ,符 合 相 应 要 求 。 摇 床 对 坯 体 的 物 相 分 析 发 现 ,其 主 要 晶 相 为 辉 石 [Ca (FeMg) Si2O6 ] ,呈 粗 粒 块 状 ,粒 径 10～ ↓ ↓↓↓ 生 产 物 混 合 矿 物 云 母 矿 泥 3 0μ 。 新 生 晶 相 为 钙 长 石 [ CaO发Al2O3 发2SiO2 ] , 图 1尾 矿 加 工 流 程 图 呈 长 方 形 ,粒 径 2～ 3μ m。 石 英 呈 粗 粒 状 。 在 坯 体 结 构 中 ,辉 石 及 残 留 石 英 形 成 坯 体 的 主 要 骨 架 ,新 生 晶 相 钙 长 石 微 晶 及 玻 璃 相 充 填 其 中 ,构 成 相 互 交 织 的 网 状 结 构 ,从 而 具 有 较 高 的 机 械 强 度 。 第 2 期 任 京 成 等 :磁 铁 矿 尾 矿 作 为 建 陶 原 料 的 实 验 研 究 37 51 结 论 5 . 1 尾 矿 除 去 氧 化 铁 、云 母 和 部 分 收 缩 性 强 的 矿 物 ,解 决 了 应 用 中 存 在 的 问 题 。 得 到 的 以 辉 石 为 主 的 混 合 矿 物 ,具 有 热 膨 胀 系 数 小 ;兼 有 熔 剂 性 ,完 全 可 以 作 为 低 温 快 烧 的 陶 瓷 原 料 。 为 实 现 建 陶 原 料 劣 质 化 、降 低 原 料 成 本 创 造 了 条 件 。 5 . 2 处 理 尾 矿 所 得 其 余 几 个 产 物 ,是 以 某 种 矿 物 为 主 体 的 混 合 矿 物 ,完 全 可 以 按 照 其 性 质 开 发 应 用 ,最 大 限 度 地 尾 矿 资 源 化 。 5 . 3 今 后 应 根 据 该 类 坯 体 的 性 质 ,研 制 相 应 的 釉 料 ,完 善 开 发 研 究 工 作 。 参 考 文 献 1 2 3 黄 励 知 . 普 通 陶 瓷 . 华 南 理 工 大 学 出 版 社 ,1993. 6 于 瀚 1 我 国 透 辉 石 和 透 闪 石 的 开 发 利 用 ,建 材 工 业 信 息 ,1994. 10 李 章 大 1 周 秋 兰 1 我 国 尾 矿 利 用 现 状 及 21 世 纪 展 望 ,第 八 届 中 国 选 矿 年 评 会 论 文 ,1997. 11北 京 A Study on Tailing of Ferromagnetic Ore Used as Raw of Ceramic Title Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ren Jingcheng Yang Zanzhong Shen Wanci ( Ⅰ — Branch of National Trilogy Laboratory of Tsinghua University , Beijing 100084) Ⅱ — Material School of China Geology University , Beijing 100084) ( Abstract 　 Tailing of ferromagnetic ore is an admixture mineral mainly with picrite. When unpro2 cessed tailing is used to making ceramic title , there are seriously reduction and tough surface in ceramic title. So the tailing must be processed before used. Some methods of treatment and technical experiment are shown in this paper. Keywords 　 Tailing of ferromagnetic ore Impurity Admixture minerals Raw of ceramic tile