弱酸性粘土改性金矿尾矿制作陶质砖材料的方法 【技术领域】 [0001]本发明涉及一种利用弱酸性粘土改性金矿尾矿制作陶质砖的方法，属于尾矿资源化利用技术和材料【技术领域】。 [0002]金矿床中金矿物的相对含量非常少，使开采过程中产生的尾矿量特别巨大，其对生态环境以及人们的生活造成极大危害。尾矿又是一种特殊的矿产资源，但是对其资源化、减量化高效利用仍然是一项挑战。 [0003]粘土是一种廉价材料，分布广泛。陶质砖材料在日常生活、城市建设等方面用途广泛，其原料使用量和生产过程中浪费的数量都很大。若用本发明提供的方法生产陶质砖材料，一方面能减少陶瓷砖材料的生产成本，减少资源浪费；另一方面也能减少废弃尾矿对生态环境造成的危害，将其回收再利用，符合当今社会发展要求。

[0004]发明目的:本发明提供弱酸性粘土改性金矿尾矿制作陶质砖材料的方法，通过弱酸性粘土改性金尾矿，将金尾矿大比例配置在陶质砖材料的原料组成中，为实现金尾矿高效减量利用以及为陶质砖材料寻找廉价新型资源提供一种技术方法。
[0005]技术方案:本发明通过以下技术方案实施: 一种利用弱酸性粘土改性金矿尾矿制作陶质砖材料的方法，其特征在于:所述方法是以弱酸性粘土与金尾矿为主要原料，采取如下步骤:
(1)改性初始液的制备:首先将水放入搅拌器中，启动搅拌机，然后加入弱酸性粘土，弱酸性粘土与水的质量比为5:6~25:4，用搅拌机进行匀速搅拌，充分搅拌后弱酸性粘土与水的固-液混合体系，即得改性初始液；
(2)改性初始液的静置:将步骤(1)获得的改性初始液常温静置3飞小时，溶出其中有效组分，获得pH=6~7的弱酸性改性初始液；
(3)金尾矿的改性:将弱酸性改性初始液放入搅拌器中，启动搅拌机，将金尾矿以均匀速率缓慢加入弱酸性改性初始液中，金尾矿与弱酸性粘土按照质量比为1:1、:1加入，用搅拌机进行匀速搅拌，使金尾矿颗粒充分均匀分散其中并与弱酸性粘土物质充分接触，获得“改性尾矿-改性初始液”混合体系；
(4)改性尾矿-改性初始液混合体系的养护:将步骤(3)获得的改性尾矿-改性初始液混合体系进行常温静置养护，使改性金尾矿在改性初始液中进行反应；经过养护的改性尾矿-改性初始液混合体系形成砖坯的坯料体；
(5)砖坯的成型方法:养护完成的坯料体，采用挤压机挤压成所需尺寸的砖坯材料，置于避光通风处干燥待烧；
(6)陶质砖材料的烧制方法:将砖坯在室温条件下放入电窑中，烧成温度为860°C~1150°C，保持均匀的升温速率，降温过程采用自然冷却的方式。
[0006]所述步骤(3)中所采用的金尾矿成分由石英、碳酸盐类矿物、硅酸盐类矿物；金尾矿中包含有碱性矿物。
[0007]所述步骤(3)中所采用的金矿尾矿颗粒体积平均粒径主要分布在10 μ m~1ΟΟ μ m权度区间。
[0008]所述步骤(1)中所采用的弱酸性粘土颗粒粒径主要分布在0.Ιμπm~1Ομm和100 μ m~1ΟΟΟ μ m两个粒度区间。
[0009]所述步骤(1)和步骤(3)中搅拌机的搅拌过程贯穿始终。
[0010]所述步骤(4)中待改性尾矿-改性初始液混合体系经过养护过程至体系具有可塑性时，得到的材料即为砖坯的坯料体。
[0011 ] 所采用的金矿尾矿主要包含碳酸盐类矿物(如白云石、方解石等)，硅酸盐类矿物(如白云母、钠长石、微斜长石等)；金尾矿含有的碱性矿物，如白云母等。
[0012]优点及效果:
(1)本发明中可将金尾矿大量配置在陶质砖材料的原料中，能够有效减量化利用金矿尾矿；
(2)本发明将金尾矿制成用途广泛的陶质砖材料，能有效资源化利用金矿尾矿；
(3)利用本发明生产陶质砖材料,可极大减少其生产成本；
(4)利用本发明生产陶质砖材料，可极大减少用于生产陶质砖材料的传统原料资源的浪费；
(5)本发明制作的陶质砖材料，其吸水率为0.0920、.1887，断裂模数为
10.34~47.66N/mm2 符合 GB/T4100-2006《陶瓷砖》国家标准和 IS013006:2012 ((Ceramictiles——Definit1ns, classificat1n, characteristics and marking)) (IS013006:2012《陶瓷砖一定义、分类、特征和标记》)国际标准中相关技术要求；
(6)本发明陶质砖材料既可作为无釉陶质砖材料使用，表面施釉后，又可作为釉面陶质砖材料使用。
[0013]


1-1矽卡岩型金尾矿XRD谱图；
1-2韧性剪切带型金尾矿XRD谱图；
1-3砂卡岩型金尾矿粒度分布图；
1-4韧性剪切带型金尾矿粒度分布图；
附图2为本发明弱酸性粘土特征图，包括:
2-1红色弱酸性粘土XRD谱图；
2-2青色弱酸性粘土 XRD谱图；
2-3红色弱酸性粘土粒度分布图；
2-4青色弱酸性粘土粒度分布图；
附图3为本发明制成的陶质砖材料性能参数趋势图，包括:
3-1本发明陶质砖材料的吸水率分布趋势图；
3-2本发明陶质砖材料的断裂模数分布趋势图.
一种利用弱酸性粘土改性金矿尾矿制作陶质砖材料的方法，其特征在于:所述方法是以弱酸性粘土与金尾矿为主要原料，采取如下步骤:
(1)改性初始液的制备:首先将水放入搅拌器中，启动搅拌机，然后加入弱酸性粘土，弱酸性粘土与水的质量比为5:6~25:4，用搅拌机进行匀速搅拌，充分搅拌后弱酸性粘土与水的固-液混合体系，即得改性初始液；
(2)改性初始液的静置:将步骤(1)获得的改性初始液常温静置3飞小时，溶出其中有效组分，获得pH=6~7的弱酸性改性初始液；
(3)金尾矿的改性:将弱酸性改性初始液放入搅拌器中，启动搅拌机，将金尾矿以均匀速率缓慢加入弱酸性改性初始液中，金尾矿与弱酸性粘土按照质量比为1:1、:1加入，用搅拌机进行匀速搅拌，使金尾矿颗粒充分均匀分散其中并与弱酸性粘土物质充分接触，获得“改性尾矿-改性初始液”混合体系；
(4)改性尾矿-改性初始液混合体系的养护:将步骤(3)获得的改性尾矿-改性初始液混合体系进行常温静置养护，使改性金尾矿在改性初始液中进行反应；经过养护的改性尾矿-改性初始液混合体系形成砖坯的坯料体；
(5)砖坯的成型方法:养护完成的坯料体，采用挤压机挤压成所需尺寸的砖坯材料，置于避光通风处干燥待烧 ；
(6)陶质砖材料的烧制方法:将砖坯在室温条件下放入电窑中，烧成温度为8600C~1150°C，保持均匀的升温速率，降温过程采用自然冷却的方式。
[0014]所述步骤(3)中所采用的金尾矿成分由石英、碳酸盐类矿物、硅酸盐类；金尾矿中包含有碱性矿物。
[0015]所述步骤(3)中所采用的金矿尾矿颗粒体积平均粒径主要分布在ΙΟμmΟΟμπ?权度区间。
[0016]所述步骤(1)中所采用的弱酸性粘土颗粒粒径主要分布在0.ΙμmΟμπ?和100 μ mΟΟΟ μ m两个粒度区间。
[0017]所述步骤(1)和步骤(3)中搅拌机的搅拌过程贯穿始终。
[0018]所述步骤(4)中待改性尾矿-改性初始液混合体系经过养护过程至体系具有可塑性时，得到的材料即为砖坯的坯料体。
[0019]所采用的金矿尾矿主要包含碳酸盐类矿物(如白云石、方解石等)，硅酸盐类矿物(如白云母、钠长石、微斜长石等)；金尾矿含有的碱性矿物，如白云母等。
[0020]本发明所用的金尾矿如图1所示，附图1为本发明金尾矿特征图，包括:1-1矽卡岩型金尾矿XRD谱图，1-2韧性剪切带型金尾矿XRD谱图，1-3矽卡岩型金尾矿粒度分布图，1-4韧性剪切带型金尾矿粒度分布图。
[0021]本发明所用的硅质粘土见图2，附图2为本发明弱酸性粘土特征图，包括:2-1红色弱酸性粘土 XRD谱图，2-2青色弱酸性粘土 XRD谱图，2-3红色弱酸性粘土粒度分布图，
2-4青色弱酸性粘土粒度分布图。
[0022]附图3为本发明制成的陶质砖材料性能参数趋势图，包括:3-1本发明陶质砖材料的吸水率分布趋势图，3-2本发明陶质砖材料的断裂模数分布趋势图。
[0023]下面以实例对本发明进行详细说明:实施例1:
首先将适量的水放入搅拌器中，启动搅拌机，然后加入红色弱酸性粘土，弱酸性粘土与水质量比为25:4，用搅拌机进行匀速搅拌，形成弱酸性粘土与水的固-液混合体系，即改性初始液；将改性初始液常温静置3-5小时，获得pH=6~7的弱酸性改性初始液；将弱酸性改性初始液放入搅拌器中，启动搅拌机，将矽卡岩型金尾矿以均匀速率缓慢加入弱酸性改性初始液中，金尾矿与弱酸性粘土质量比为1:1，用搅拌机进行匀速搅拌，用弱酸性改性初始液对金尾矿进行改性，获得“改性尾矿-改性初始液”混合体系；搅拌机搅拌过程贯穿始终。将“改性尾矿-改性初始液”混合体系进行常温静置养护，待该体系具有一定可塑性时，养护完成，将此时的混合体系作为砖坯的坯料体；采用挤压机将坯料体挤压成所需尺寸的砖坯材料，置于避光通风处干燥待烧；将砖坯在室温条件下放入电窑中，烧成温度为8600C~1150°C，保持均匀的升温速率，降温过程采用自然冷却的方式。
[0024]烧成样品平均吸水率达到0.1200，平均断裂模数达到20.51N/mm2,符合GB/T4100-2006和IS013006:2012中相关技术要求。
[0025]实施例2:
首先将适量的水放入搅拌器中，启动搅拌机，然后加入红色弱酸性粘土，弱酸性粘土与水质量比为5:2，用搅拌机进行匀速搅拌，形成弱酸性粘土与水的固-液混合体系，即改性初始液；将改性初始液常温静置3-5小时，获得pH=6~7的弱酸性改性初始液；将弱酸性改性初始液放入搅拌器中，启动搅拌机，将矽卡岩型金尾矿以均匀速率缓慢加入弱酸性改性初始液中，金尾矿与弱酸性粘土质量比为7:3，用搅拌机进行匀速搅拌，用弱酸性改性初始液对金尾矿进行改性， 获得“改性尾矿-改性初始液”混合体系；搅拌机搅拌过程贯穿始终。将“改性尾矿-改性初始液”混合体系进行常温静置养护，待该体系具有一定可塑性时，养护完成，将此时的混合体系作为砖坯的坯料体；采用挤压机将坯料体挤压成所需尺寸的砖坯材料，置于避光通风处干燥待烧；将砖坯在室温条件下放入电窑中，烧成温度为8600C~1150°C，保持均匀的升温速率，降温过程采用自然冷却的方式。
[0026]烧成样品平均吸水率达到0.0920，平均断裂模数达到47.66N/mm2，符合GB/T4100-2006和IS013006:2012中相关技术要求。
[0027]实施例3:
首先将适量的水放入搅拌器中，启动搅拌机，然后加入青色弱酸性粘土，弱酸性粘土与水质量比为2:1，用搅拌机进行匀速搅拌，形成弱酸性粘土与水的固-液混合体系，即改性初始液；将改性初始液常温静置3-5小时，获得pH=6~7的弱酸性改性初始液；将弱酸性改性初始液放入搅拌器中，启动搅拌机，将韧性剪切带型金尾矿以均匀速率缓慢加入弱酸性改性初始液中，金尾矿与弱酸性粘土质量比为4:1，用搅拌机进行匀速搅拌，用弱酸性改性初始液对金尾矿进行改性，获得“改性尾矿-改性初始液”混合体系；搅拌机搅拌过程贯穿始终。将“改性尾矿-改性初始液”混合体系进行常温静置养护，待该体系具有一定可塑性时，养护完成，将此时的混合体系作为砖坯的坯料体；采用挤压机将坯料体挤压成所需尺寸的砖坯材料，置于避光通风处干燥待烧；将砖坯在室温条件下放入电窑中，烧成温度为8600C~1150°C，保持均匀的升温速率，降温过程采用自然冷却的方式。
[0028]烧成样品平均吸水率达到0.1639，平均断裂模数达到26.46N/mm2，符合GB/T4100-2006和IS013006:2012中相关技术要求。
[0029]实施例4:
首先将适量的水放入搅拌器中，启动搅拌机，然后加入青色弱酸性粘土，弱酸性粘土与水质量比为5:6，用搅拌机进行匀速搅拌，形成弱酸性粘土与水的固-液混合体系，即改性初始液；将改性初始液常温静置3-5小时，获得pH=6~7的弱酸性改性初始液；将弱酸性改性初始液放入搅拌器中，启动搅拌机，将韧性剪切带型金尾矿以均匀速率缓慢加入弱酸性改性初始液中，金尾矿与弱酸性粘土质量比为9:1，用搅拌机进行匀速搅拌，用弱酸性改性初始液对金尾矿进行改性，获得“改性尾矿-改性初始液”混合体系；搅拌机搅拌过程贯穿始终。将“改性尾矿-改性初始液”混合体系进行常温静置养护，待该体系具有一定可塑性时，养护完成，将此时的混合体系作为砖坯的坯料体；采用挤压机将坯料体挤压成所需尺寸的砖坯材料，置于避光通风处干燥待烧；将砖坯在室温条件下放入电窑中，烧成温度为8600C~1150°C，保持均匀的升温速率，降温过程采用自然冷却的方式。
[0030]烧成样品平均吸水率达到0.1887，平均断裂模数达到10.34N/mm2，符合GB/T4100-2006和IS013006:2012中相关技术要求。
[0031]实施例中所采用的矽卡岩型金尾矿、韧性剪切带型金尾矿主要包含碳酸盐类矿物(如白云石、方解石等)，硅酸盐类矿物(如白云母等)，铝硅酸盐类矿物(如钠长石、微斜长石等)；金尾矿含有的碱性矿物，如白云母等。同时金尾矿中包含有碱性矿物。粒度分布在10 μm-100 μ m粒度区间。
[0032]以上是本发明的几个实施例，但本发明的保护不局限于以上实例，如:采用的金尾矿不仅仅是本发明提及的矽卡岩型、韧性剪切带型金尾矿，还可以是其他类型的金尾矿；用于金尾矿改性所采用的弱酸性粘土不局限于本发明提及的红色、青色弱酸性粘土，还可以是其他类型的弱酸性粘土 ；金尾矿与弱酸性粘土质量比为1:1、:1范围内的其他比例，也能实现本发明目的。