銅礦尾砂制備的致密外匯交易銅尾黑質(zhì)閩產(chǎn)黑銅絮凝廣義佛典銅

銅礦尾砂制備的致密外匯交易銅尾黑質(zhì)閩產(chǎn)黑銅絮凝廣義佛典銅

0礦山尾砂的危害江西銅砂年產(chǎn)量達到驚人的7.8萬噸。這些廢棄的尾砂堆積如山,數(shù)量已經(jīng)累積到幾十億噸,不僅占用大量的山地,而且給礦山的環(huán)境造成污染,一旦發(fā)生洪澇還可能造成更大的災害。經(jīng)分析銅礦尾砂中主要含有SiO2和Al2O3,還有少量CaO、MgO、K2O、Na2O,這些有用組分可以在各種硅酸鹽材料制備過程中得到利用。隨著我國老城區(qū)改造和新農(nóng)村建設的不斷推進,在改善過程中,各地大都選擇琉璃瓦作為建筑屋頂?shù)闹饕b飾材料,使得琉璃瓦需求量激增,從而使生產(chǎn)琉璃瓦的原材料日漸耗盡,眾多琉璃瓦廠正面臨無土可燒的困境。因此,本文提出以銅礦尾砂等工業(yè)廢料燒制琉璃瓦,一方面解決制瓦原材料短缺問題,另一方面實現(xiàn)了銅礦尾砂等廢料的再利用,能夠獲得很好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。1實驗1.1原材料以銅礦尾砂、昌河涂裝廢水處理站的絮凝污泥及景德鎮(zhèn)本地的紅泥為主要原料,其化學組成見表1。1.2確定最佳配比以試樣吸水率、燒成收縮為指標,通過調(diào)節(jié)銅礦尾砂-紅泥-昌河污泥三種反應物的比例,探索最佳配比。此外,最佳配比還需滿足經(jīng)濟成本要求。在最佳配比的試樣坯體表面施以自制釉料,在1160～1175℃煅燒形成琉璃瓦。1.3坯體性能測定釉料組成(%):玻璃粉20,長石30,石英20,氧化鋅21,高嶺土2,方解石2,色料5,混合磨細→過篩(篩余小于0.3%)→上釉到1000℃素燒過的坯體→燒1160℃-1175℃→保溫30min→出爐→性能檢測。1.4結構及性能分析方法原料的化學組成采用荷蘭產(chǎn)的PANalytical型AxiosX射線熒光光譜儀分析;物相組成采用德國Bruker公司產(chǎn)的8D-advance型X-Ray儀確定;樣品的截面形貌特征用中國科學院儀器中心生產(chǎn)的KYKY-1000B型掃描電鏡觀察;吸水率Wa、氣孔率Pa及體積密度D用靜力稱重法測定;抗彎強度使用寧夏機械研究所TZS-4000彎曲強度試驗機進行分析;熱穩(wěn)定性和抗凍性采用國內(nèi)現(xiàn)行行業(yè)標準JC709-1998《燒結瓦》的方法進行。2分析與討論的結果2.1配方組成中礦物的作用銅礦尾砂化學組成分析見表1,經(jīng)過粒度分析,銅礦尾砂的粒度主要分布在-45-+200目之間,占80%左右,所以銅礦尾砂可以不經(jīng)過破碎工序,即可使用。銅礦尾砂的XRD分析圖譜見圖1。銅礦尾砂主要礦物組成有石英52～56%,云母24～26%,白云石4～6%,綠泥石2～4%,黃鐵礦2～3%。銅礦尾砂中的石英屬于瘠性原料,為琉璃瓦生坯水份快速排出提供了通道,提高了生坯的滲水性,減少了干燥時間,降低了干燥收縮。此外,在燒成過程中,石英的晶型轉變所造成的體積膨脹起到補償坯體收縮的作用。未熔化的石英顆?？蓸嫵闪鹆吲黧w的骨架,降低了坯體變形的可能性。銅礦尾砂中含有的云母占24～26%,其中K2O占3.2%,Na2O占0.26%,這些組分不僅僅有利于降低坯料液相粘度,還可降低坯料的熔制溫度,縮短熔融時間。紅泥的XRD分析圖譜見圖2。從圖2可以看出,紅泥的主要礦物組成是石英、埃洛石、高嶺石、鈉長石。埃洛石與高嶺石相似,可以增強坯體的強度;鈉長石主要作用是降低燒成溫度和助融。昌河絮凝污泥的XRD分析圖譜見圖3。XRD分析結果表明昌河絮凝污泥主要成分是石灰石。燒制過程中,在高溫下石灰石可分解為CaO,石灰石分解前后分別起瘠化作用和熔劑作用,CaO是良好的助熔劑可以使琉璃瓦的焙燒范圍變寬,便于燒成控制。此外,石灰石和原料中的粘土及石英可在較低溫度下起反應,縮短燒成時間。在琉璃瓦的燒結過程中,焙燒范圍越寬,有氣體生成而又不容易逸出的溫度范圍就越寬,這樣樣品膨脹得就越好。2.2銅礦尾砂用量琉璃瓦坯體配方試驗見表3。從表3可以看出當銅礦尾礦含量一定時,增加紅泥的用量,收縮率增大,吸水率會變小;絮凝污泥增加,琉璃瓦坯體說我吸水率降低,收縮率增大,原因是絮凝污泥中含有大量的有機物質(zhì)。另外,從廢料利用角度考慮,銅礦尾砂的用量越大越好,但由于銅礦尾砂中SiO2含量較高,Al2O3含量偏低,隨著尾砂用量的提高,整個坯體中的SiO2含量相應提高,而Al2O3含量大大降低。Al2O3含量減少了,雖然降低了燒成溫度,但樣品的熱穩(wěn)定性,化學穩(wěn)定性,尤其是機械強度也將隨之有所降低,產(chǎn)品容易變形。所以,銅礦尾砂的用量有一定的范圍。綜合各方面影響因素,配方5#的坯料的性能最符合工藝要求,經(jīng)過計算得出該坯料的試驗式2.4材料主晶相分析琉璃瓦試驗樣品的性能測試結果見表3,XRD分析和SEM分析結果分別見圖4和圖5。XRD分析結果表明琉璃瓦試樣的主晶相有石英、鈣長石、莫來石、赤鐵礦等。由圖5可以看出,圖5(a)琉璃瓦坯體顆粒之間排列比較緊密,顆粒之間仍有很少量的氣泡。圖5(b)坯釉結合性斷面可以看出,釉面比較平整光滑,釉和坯的中間層較為緊密,中間層中也含有少量的氣泡,但是不影響琉璃瓦的性能和使用。3材料的xrd分析(1)利用銅尾礦做琉璃瓦的具體配方組成是:尾礦80%,紅泥15%,粘土5%,在1175℃煅燒形成結構致密的琉璃瓦。XRD分析結果表明試樣的主晶相有石英、鈣長石、莫來石、赤鐵礦等。掃描電鏡(SEM)結果表明琉璃瓦坯