技術(shù)背景
石墨作為一種兼具高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、耐酸堿腐蝕和潤滑等多種特性的重要非金屬礦物材料，在眾多工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著我國工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，石墨的需求量與日俱增。而石墨開采過程中排放的尾礦大量堆積，造成了占用土地、污染水體和土壤等環(huán)境危害并具有潰壩的巨大安全隱患。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1t石墨產(chǎn)品平均需要排放石墨尾礦20t左右。目前我國有大小石墨尾礦庫100多座，且平均服役年限僅為5年。這些尾礦庫對礦區(qū)安全形成巨大威脅。石墨尾礦的資源化利用是解決上述問題的主要途徑之一。
目前，國內(nèi)外利用石墨尾礦的主要途徑是制備燒結(jié)磚、免燒磚等建筑材料。部分石墨尾礦在石墨礦廢棄后作回填材料使用。其中制備燒結(jié)磚是大量回收利用石墨尾礦的途徑。但是在燒制燒結(jié)磚時(shí)，含有石墨尾礦的坯料燒成溫度區(qū)間較小，對燒成制度影響較大，工藝要求嚴(yán)格。燒結(jié)磚中石墨尾礦的用量只能占到總質(zhì)量的30％左右，且燒結(jié)磚的銷售半徑直接影響尾礦的利用量。
目前，制備日用陶瓷的主要原材料為優(yōu)質(zhì)粘土、長石、石英等天然礦物。石墨尾礦主要礦物成分為微斜長石、石英、白云母，并含少量閃石、赤鐵礦、綠泥石和選礦殘留的石墨。石墨尾礦中還含有部分浮選藥劑，包括氫氧化鈣和黃藥、煤油等。
成果簡介
國內(nèi)某研究團(tuán)隊(duì)以石墨尾礦為主要原料，配以少量石英粉和高嶺土，經(jīng)過混合磨細(xì)、半干壓成型、坯料干燥、陶瓷燒成等工序，成功制得長石質(zhì)陶瓷。
該技術(shù)通過以下措施實(shí)現(xiàn)了石墨尾礦的綜合利用：
?。?）將石墨尾礦、石英粉、高嶺土按照質(zhì)量比為50～75∶5～35∶15～45的比例稱量后混合均勻，在球磨機(jī)中球磨分散，使混合物的細(xì)度達(dá)到200目～600目；
?。?）將研磨好的物料與水按照質(zhì)量比為100∶20～35的比例混合均勻后陳化24～72h，然后在壓力成型機(jī)中成型，制得陶瓷坯料。成型壓力為10～25MPa；
?。?）將陶瓷坯料在干燥機(jī)中干燥至含水率小于坯料質(zhì)量的1.0％；
?。?）將干燥后的坯料進(jìn)行煅燒，燒成溫度為1030℃～1100℃。煅燒后均勻降溫，即得長石質(zhì)日用陶瓷。
日用陶瓷樣品主要性能
| 項(xiàng)目 |
指標(biāo) |
| 破壞強(qiáng)度(N) |
1176.2 |
| 斷裂模數(shù)(N/m2) |
34.13 |
| 吸水率(％) |
0.45 |
| 收縮率(％) |
0.17 |
| 變形率(％) |
0.03 |
技術(shù)優(yōu)勢
本技術(shù)可以將石墨尾礦全部加以利用并去除尾礦中殘留的、對環(huán)境有害的浮選有機(jī)藥劑，達(dá)到石墨尾礦資源化利用的目的。
本技術(shù)所制備的日用瓷具有強(qiáng)度高、致密性好、吸水率低、收縮率小、不易變形的特點(diǎn)，可以作為日用陶瓷產(chǎn)品使用。
本技術(shù)所制備的日用瓷由于利用了石墨尾礦中的長石、云母、石英等有效成分，且尾礦的細(xì)度已經(jīng)達(dá)到80目，減少了研磨成本，因此其生產(chǎn)成本較普通日用瓷大大降低。
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