|
|
石英尾砂綜合利用研究綜述 |
來源:中國粉體技術網 更新時間:2015-06-04 11:44:48 瀏覽次數: |
|
|
石英尾砂是一種寶貴的礦產資源,我國年排放量上千萬噸,直接造成嚴重環境污染、耕地占用、河道水庫淤塞等不良后果,其資源化利用已成為必然趨勢。石英尾砂的化學成分相對穩定,其在水泥、玻璃、墻體材料、微晶玻璃、釉質材料、硅微粉、電工電子封裝材料、化工材料、工業填料等方面均有不同程度的利用,具有廣闊的發展前景。本文綜述了近幾年,石英尾砂在這些方面的綜合利用。
1. 建材生產
從石英尾砂的化學成分看,它完全可以廣泛用于建材生產,也能滿足耐火材料C級以及鑄造三級和四級用石英砂對各成分含量的要求。將石英砂巖加工尾礦綜合利用生產建筑材料,達到“一礦多用”的目的,是改變石英砂巖經濟效益和社會效益的重要舉措。
1.1 生產水泥
我國2006年水泥年產量達到12.4億t,以替代水泥生產原燃料的廢物利用研究和生產試驗工作已得到國家的支持和行業內的重視。石英尾砂的化學成分滿足水泥配料要求,加之其堿含量較低,完全可以作為硅質替代原料;從物理性能來看,雖然石英尾礦的易磨性很差但其細度已接近了生料的細度,再經過適當粉磨后,就完全可以滿足細度要求。
有研究人員用鉛鋅尾礦渣代替硫酸渣、燒石英尾礦代替粘土生產水泥熟料,燒石英尾礦加入量占生料的6.5%,能煅燒出符合要求的熟料,不僅降低了成本,還提高了產量。除此之外,其強度增進率高,28d抗壓強度平均64.7MPa,提高2.5MPa左右,可多摻1.5%的混合材,取得了良好的經濟效益。
1.2 生產燒結磚和新型墻體材料
傳統燒結粘土磚的生產存在破壞耕地、污染環境、能耗高等難以克服的缺點,政府已明令限制實心粘土磚的生產??茖W家研究了石英砂的改性方法及機理,探索出一套最佳的工藝條件,并用改性石英尾砂制備出了高性能燒結磚,石英尾砂加入量達83%,燒結磚的抗壓強度達18.97MPa。也有人用SiO2含量為84.21%的石英尾砂加10%粘土,生產出高性能石英砂燒結磚,其抗壓強度為35.05MPa,滿足國家標準對燒結磚MU30的要求。
浙江湖州市長興縣利用石英尾砂開發新型墻體材料獲得成功,經多次調整配方和技術參數,利用當地的頁巖資源,摻入40%~50%的石英砂尾礦、廢泥可生產高檔次的模數隔熱保溫墻體材料。利用石英尾砂礦開發砂加氣隔熱、隔音、保溫材料,為建筑節能工作提供材料。除此之外,研究人員還用含石英達30%以上的其他天然石英砂資源或工業廢料石英尾砂,采用重量百分比為石英砂30%~90%、增塑劑(高嶺土,腐質酸等)1%~5%、熔劑(CaO、MgO等)5%~25%,制備出高性能的新型建筑材料(如:燒結多孔承重磚、燒結實心承重磚、基礎標磚、七分磚、承重墻體實心磚、隔墻板等)。所制得的產品具有燒成溫度低,耗能少,資源消耗少,生產成本低,性能高等特點。
1.3 生產釉面磚和陶瓷釉面材料
磁鐵石英巖精選廢渣石英鐵砂,石英含量達58%~62%,在陶瓷坯料中引入15%左右的磁鐵石英巖精選廢渣可以改善陶瓷坯體和釉層的物理機械性能,可有效地用于生產濃黑色的施釉墻面陶瓷??茖W家曾用陶瓷工業廢渣生產一次燒釉面磚,坯體配方組成為:板巖15%、高嶺土尾礦18%、爐渣35%、鈉長石尾礦22%、石英尾礦10%,使釉磚原料成本下降很多。用石英尾砂、紫木節、粘土等可生產衛生陶瓷,有效降低了衛生陶瓷生產成本。用高嶺土、瓷石、石英尾砂、長石礦化劑、色料等配料,燒制色泥瓷和色釉瓷,產品性能優良,使用衛生,裝飾效果獨特,色彩繽紛且釉面不含鉛、鎘溶出量。
1.4 生產微晶玻璃
微晶玻璃的生產可以廣泛采用粉煤灰、煤矸石、各種尾礦、冶煉爐渣、泥沙、廢玻璃等原料。礦渣微晶玻璃板是用硅砂、方解石、長石與礦渣等天然礦物原料加入核化劑與著色劑等化工原料,經過熔制、成型、切割與拋光后形成一種高檔裝飾或工業用板材,國內外有的稱之為微晶大理石、結晶化玻璃、硅晶石板或玻璃陶瓷。該產品能人工調制,可呈現寶石的色彩、玉石的靈氣、大理石的柔潤,而且在耐磨性、清潔維護性、安全性(放射性與光污染)、耐風壓、耐熱震性、不燃性等方面均優于天然石材的理化性能。根據化學成分分析,石英尾砂是制造微晶玻璃的理想原料。
2. 改性或超細后作為填料
有學者用鈦酸酯偶聯劑對石英尾砂進行了表面改性,改性后的石英尾礦最高使用溫度211℃,最大抗水高度3.5m,有優良的防水性能,可作為聚乙烯等塑料的填充劑,在保證制品的加工性和物理機械性能的前提下,適當提高填充量,可降低成本。除此之外,用SiO2 98.0%~99.0%粉石英尾礦,經過研磨、除雜、環氧樹脂處理等工序生產出理想的電工專用填料。用石英尾砂經過超細后得到的產品純度與硅粉產品相近,白度提高近12%,完全可以用作精細陶瓷、優質微孔硅酸鈣、絕緣材料和橡膠、塑料、油漆、涂料等的填料。
3. 熔制熔融石英
熔融石英廣泛用于制造玻璃,玻璃管、石英陶瓷和熔融石英匣缽等耐火材料制品,具有廣闊的市場和良好的經濟效益。利用高嶺土尾砂選礦產品粗粒級石英,經配方可熔制出合格的熔融石英產品。熔制出的熔融石英產品外觀為不規則塊狀、粒狀;無色、乳白色;透明、半透明狀;斷口致密光潔、呈玻璃狀。經化學分析,SiO2 99.11%,Al2O3 0.30%,Fe2O3 0.059%,滿足質量要求。以該尾砂型熔融石英為主要原料(配方中用量為50%~60%),研制的粘土—熔融石英質匣缽,其成型、收縮、干燥、燒成等工藝性能均良好。這種匣缽的使用次數在50次以上仍基本完好,且還可繼續使用,而普通匣缽(鋁硅鎂質匣缽)使用次數不到20次??茖W家還通過回收顯像管生產中產生的廢棄物石英微粉,經過?;⒅鷦┑奶砑?,成功地應用于屏玻璃和錐玻璃中。
4. 其他用途
另外石英尾砂還可以用于硅微粉、人工大理石、彩色石英砂、泡化堿、白碳黑等產品的生產原料。
5. 結語
石英尾砂是一種用途十分廣泛的礦產資源,只要合理開發、科學利用,就可以消除污染、變廢為寶,拓寬礦產應用范圍,提高礦產附加值。其發展前景廣闊,應加大研究與開發力度。
?歡迎進入【粉體論壇】
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|