铜矿尾砂制备的致密外汇交易铜尾黑质闽产黑铜絮凝广义佛典铜

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0矿山尾砂的危害江西铜砂年产量达到惊人的7.8万吨。这些废弃的尾砂堆积如山,数量已经累积到几十亿吨,不仅占用大量的山地,而且给矿山的环境造成污染,一旦发生洪涝还可能造成更大的灾害。经分析铜矿尾砂中主要含有SiO2和Al2O3,还有少量CaO、MgO、K2O、Na2O,这些有用组分可以在各种硅酸盐材料制备过程中得到利用。随着我国老城区改造和新农村建设的不断推进,在改善过程中,各地大都选择琉璃瓦作为建筑屋顶的主要装饰材料,使得琉璃瓦需求量激增,从而使生产琉璃瓦的原材料日渐耗尽,众多琉璃瓦厂正面临无土可烧的困境。因此,本文提出以铜矿尾砂等工业废料烧制琉璃瓦,一方面解决制瓦原材料短缺问题,另一方面实现了铜矿尾砂等废料的再利用,能够获得很好的经济和环境效益。1实验1.1原材料以铜矿尾砂、昌河涂装废水处理站的絮凝污泥及景德镇本地的红泥为主要原料,其化学组成见表1。1.2确定最佳配比以试样吸水率、烧成收缩为指标,通过调节铜矿尾砂-红泥-昌河污泥三种反应物的比例,探索最佳配比。此外,最佳配比还需满足经济成本要求。在最佳配比的试样坯体表面施以自制釉料,在1160～1175℃煅烧形成琉璃瓦。1.3坯体性能测定釉料组成(%):玻璃粉20,长石30,石英20,氧化锌21,高岭土2,方解石2,色料5,混合磨细→过筛(筛余小于0.3%)→上釉到1000℃素烧过的坯体→烧1160℃-1175℃→保温30min→出炉→性能检测。1.4结构及性能分析方法原料的化学组成采用荷兰产的PANalytical型AxiosX射线荧光光谱仪分析;物相组成采用德国Bruker公司产的8D-advance型X-Ray仪确定;样品的截面形貌特征用中国科学院仪器中心生产的KYKY-1000B型扫描电镜观察;吸水率Wa、气孔率Pa及体积密度D用静力称重法测定;抗弯强度使用宁夏机械研究所TZS-4000弯曲强度试验机进行分析;热稳定性和抗冻性采用国内现行行业标准JC709-1998《烧结瓦》的方法进行。2分析与讨论的结果2.1配方组成中矿物的作用铜矿尾砂化学组成分析见表1,经过粒度分析,铜矿尾砂的粒度主要分布在-45-+200目之间,占80%左右,所以铜矿尾砂可以不经过破碎工序,即可使用。铜矿尾砂的XRD分析图谱见图1。铜矿尾砂主要矿物组成有石英52～56%,云母24～26%,白云石4～6%,绿泥石2～4%,黄铁矿2～3%。铜矿尾砂中的石英属于瘠性原料,为琉璃瓦生坯水份快速排出提供了通道,提高了生坯的渗水性,减少了干燥时间,降低了干燥收缩。此外,在烧成过程中,石英的晶型转变所造成的体积膨胀起到补偿坯体收缩的作用。未熔化的石英颗粒可构成琉璃瓦坯体的骨架,降低了坯体变形的可能性。铜矿尾砂中含有的云母占24～26%,其中K2O占3.2%,Na2O占0.26%,这些组分不仅仅有利于降低坯料液相粘度,还可降低坯料的熔制温度,缩短熔融时间。红泥的XRD分析图谱见图2。从图2可以看出,红泥的主要矿物组成是石英、埃洛石、高岭石、钠长石。埃洛石与高岭石相似,可以增强坯体的强度;钠长石主要作用是降低烧成温度和助融。昌河絮凝污泥的XRD分析图谱见图3。XRD分析结果表明昌河絮凝污泥主要成分是石灰石。烧制过程中,在高温下石灰石可分解为CaO,石灰石分解前后分别起瘠化作用和熔剂作用,CaO是良好的助熔剂可以使琉璃瓦的焙烧范围变宽,便于烧成控制。此外,石灰石和原料中的粘土及石英可在较低温度下起反应,缩短烧成时间。在琉璃瓦的烧结过程中,焙烧范围越宽,有气体生成而又不容易逸出的温度范围就越宽,这样样品膨胀得就越好。2.2铜矿尾砂用量琉璃瓦坯体配方试验见表3。从表3可以看出当铜矿尾矿含量一定时,增加红泥的用量,收缩率增大,吸水率会变小;絮凝污泥增加,琉璃瓦坯体说我吸水率降低,收缩率增大,原因是絮凝污泥中含有大量的有机物质。另外,从废料利用角度考虑,铜矿尾砂的用量越大越好,但由于铜矿尾砂中SiO2含量较高,Al2O3含量偏低,随着尾砂用量的提高,整个坯体中的SiO2含量相应提高,而Al2O3含量大大降低。Al2O3含量减少了,虽然降低了烧成温度,但样品的热稳定性,化学稳定性,尤其是机械强度也将随之有所降低,产品容易变形。所以,铜矿尾砂的用量有一定的范围。综合各方面影响因素,配方5#的坯料的性能最符合工艺要求,经过计算得出该坯料的试验式2.4材料主晶相分析琉璃瓦试验样品的性能测试结果见表3,XRD分析和SEM分析结果分别见图4和图5。XRD分析结果表明琉璃瓦试样的主晶相有石英、钙长石、莫来石、赤铁矿等。由图5可以看出,图5(a)琉璃瓦坯体颗粒之间排列比较紧密,颗粒之间仍有很少量的气泡。图5(b)坯釉结合性断面可以看出,釉面比较平整光滑,釉和坯的中间层较为紧密,中间层中也含有少量的气泡,但是不影响琉璃瓦的性能和使用。3材料的xrd分析(1)利用铜尾矿做琉璃瓦的具体配方组成是:尾矿80%,红泥15%,粘土5%,在1175℃煅烧形成结构致密的琉璃瓦。XRD分析结果表明试样的主晶相有石英、钙长石、莫来石、赤铁矿等。扫描电镜(SEM)结果表明琉璃瓦坯