磁铁矿尾矿作为建陶原料的实验研究-矿业114网 
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磁铁矿尾矿作为建陶原料的实验研究
2011-08-08
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。
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
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