铁尾矿微晶玻璃.ppt

一、研究背景 世界上选矿工业每年排放的废石及尾矿废渣约为20 亿m3。 我国目前尾矿堆积量近50 亿吨，年排出的尾矿量高达5 亿吨以上，其中铁尾矿排放量达1.5 亿吨。 尾矿采用大部分露天堆放，既占用了大量的土地，还容易造成粉尘污染，其中有害物质经过风化、雨淋、地表径流的腐蚀极容易污染水体，危害环境。 随着矿产资源的大量开发和利用，矿产资源日益枯竭。 由于尾矿数量大、类型多、性质复杂等特点，在我国其利用非常低，仅达7％ 国内外研究进展与现状 上个世纪五十年代末到六十年代初，前苏联、欧美等国家的科学家对矿渣微晶玻璃的基础理论与工艺技术进行了探索，解决了矿渣微晶玻璃的配料组成、核化与晶化机理及熔制技术等关键性问题。 1971 年世界上第一条矿渣微晶玻璃生产线在前苏联建成投产。 七十年代中期，日本电气硝子株式会社把陶瓷的烧结法充分利用到矿渣微晶玻璃的制备上，扩大了微晶玻璃的基础组成的范围并使微晶玻璃产品更加多样化。 国内外研究进展与现状 目前，国外矿渣微晶玻璃的工业化生产技术相当成熟，其研究重点主要转移到利用微晶玻璃制备技术对核废料和矿渣中易溶于水的有害重金属离子进行固定，或者进一步提高矿渣用量和微晶玻璃的性能。 我国利用矿渣开发研制微晶玻璃起步比较晚，目前我国仍处在前期研发阶段。 利用矿渣制备微晶玻璃技术较为成熟的有武汉理工大学、清华大学、中国科学院上海硅酸盐研究所、中国地质科学院。 二、铁尾矿微晶玻璃概述 微晶玻璃(glass．ceramic)又称玻璃陶瓷，是将特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料。 微晶玻璃的特点是结构致密、高强度、耐磨、耐腐蚀、耐风化；外观上纹理清晰、色彩鲜艳、色调均匀一致、光泽柔和晶莹，在室内能增加强烈的透视效果；抗压、抗折、抗冲击、易清洗、防火、防水。 铁尾矿微晶玻璃即利用铁尾矿为原料制备微晶玻璃。 铁尾矿 铁尾矿类型特点 铁尾矿按照伴生元素的含量分为两大类。一是单金属类铁尾矿，其按照矿物组成，一般将其分为四种类型：高硅型、高铝型、高钙镁型和低钙镁铝硅型(简称低硅型)。划分的依据是其存在的主要元素，并有利于选择不同的利用途径。 铁尾矿利用现状 (1) 从铁尾矿中回收有价元素； (2) 利用铁尾矿作为采空区的充填材料； (3) 用作土壤改良剂和微量元素肥料； (4) 铁尾矿用作建筑材料； (5) 利用尾矿库复垦植被。 铁尾矿 铁尾矿化学成分特点 各矿山的尾矿化学成分略有差异，大致如下： 　　Fe一般为6％～17％，少数达20％以上； 　　Si02一般为30％～80％，少数达20％以下； 　　A1203一般为1％～1l％，少数达15％以上； 　　MgO一般为l％～10％，少数达10％以上； 　　CaO一般为13％～22％，仅鞍山式沉积变质铁尾矿中CaO品位偏低，在4．5％以下。S、Cu、Ti02、V205等有价元素在尾矿中虽不同程度地存在。但含量均在5％以下； 　　Au、Ag、Ga、稀土等元素很少，甚至为微量。 　　从尾矿化学成分分析来看，尾矿80％～90％没有回收利用S、Cu、Ti02、v205等有价元素和Au、Ag、Ga、稀土等元素的价值。 尝试不加晶核剂制备铁尾矿微晶玻璃 四、微晶玻璃成型工艺 ⑴ 浇注成型工艺 ：配料→混合→熔化→浇注成型→热处理→冷加工→成品。 ⑵ 水淬烧结工艺 ：配料→混合→熔化→水淬→烘干→装模→烧结晶化→冷加工→成品。 ⑶ 压延成型工艺： 配料→混合→熔化→压延成型→热切割→热处理→冷加工→成品。 ⑷ 溶胶-凝胶工艺：废渣→Si、Ca、Al、Mg 醇盐→蒸馏→凝胶→低温干燥→碾磨→前驱物→烧结→微晶玻璃。 五、结果预测 得到铁尾矿微晶玻璃，玻璃可能为透明 或不透明的深棕色。 加铁尾矿与未加微晶玻璃对比 不加铁尾矿： 1、成本高； 2、熔化温度高，能耗大； 3、对耐火材料侵蚀严重； 加铁尾矿： 1、作为原料加以利用，减轻尾矿对环境危害； 2、只需要运输费，还可以部分代替石英砂、氧化铝等常规原料，降低成本； 3、减少了纯碱等化工原料的用量，从而减少了耐火材料的侵蚀； 4、用尾矿代替部分化工原料后，SiO2、Al2O3这两种难熔组分中有一部分已经成为化合物，降低熔化温度，减小能耗。 相关专利 参考文献 [1] 李克庆，许永，刘宝顺.尾矿微晶玻璃配料优化系统的设计及应用[J]．建筑材料学报，2006，9(5)：560－564 [2] 邓春明，肖汉宁，赵运才．与环境协调的材料——尾矿废渣微晶玻璃[J].中国陶瓷，2002，（2）：12 [3] 张培新，文岐山，刘剑洪，等．矿渣微晶玻璃研究与进展[J]．材