工業(yè)尾礦特點(diǎn)及在建筑陶瓷保溫材料中的應(yīng)用

劉娥+成智文+賀曉梅+盧慶陽(yáng)+郭偉

摘 要：本文主要對(duì)多種工業(yè)尾礦的化學(xué)組成、礦物組成和主要性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究分析。論述了部分工業(yè)尾礦在建筑陶瓷保溫材料生產(chǎn)中的加工工藝。比較詳細(xì)地介紹了在坯體配比中，工業(yè)尾礦的應(yīng)用量大于50%（重量百分比）時(shí)，生產(chǎn)建筑陶瓷保溫材料的工藝參數(shù)、坯體配比、產(chǎn)品性能、產(chǎn)品特點(diǎn)及應(yīng)用工業(yè)尾礦應(yīng)注意的問(wèn)題。論述了陶瓷保溫材料在建筑體的應(yīng)用。

關(guān)健詞：工業(yè)尾礦；化學(xué)成分；礦物組成；陶瓷保溫材料

1 引言

隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展，建筑耗能過(guò)大已成為一個(gè)丞待解決的問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)用于保溫功能的建筑圍護(hù)墻外裝飾保溫材料多為有機(jī)材料，這種材料的缺點(diǎn)是易吸水變質(zhì)、易燃燒、耐久性差，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低。另一方面，我國(guó)工業(yè)尾礦的主要處理方式是堆放、填埋和綜合利用，其中堆放或填埋既占用了耕地，又污染了環(huán)境。因此，從建筑節(jié)能、工業(yè)尾礦利用的角度出發(fā)，開(kāi)發(fā)兼具良好的保溫隔熱、節(jié)能、隔音、防火、與建筑體同壽命等多種功能于一身的建筑陶瓷保溫材料，可替代現(xiàn)有的建筑圍護(hù)墻外裝飾有機(jī)保溫材料。利用工業(yè)尾礦生產(chǎn)建筑陶瓷保溫材料既解決了工業(yè)尾礦對(duì)環(huán)境的污染，又解決了建筑耗能過(guò)大的問(wèn)題，是一種新型的綠色建筑陶瓷保溫材料產(chǎn)品。

2 工業(yè)尾礦的種類和性能

所謂尾礦是選擇礦中分選作業(yè)的產(chǎn)物之一，其中有用目標(biāo)組分含量最低的部分稱為尾礦，均為不同粒徑的細(xì)砂狀。在此選用陜西部分尾礦進(jìn)行分析研究。

2.1鐵礦尾礦

（1）尾礦的化學(xué)成分見(jiàn)表1。

（2）礦物組成。

漢中嘉陵大溝口尾礦主要礦相為：石英：52.4%、斜長(zhǎng)石：9.5%、伊利石：10.0%、綠泥石：11.3%、閃石：6.9% 。

漢中楊家壩尾礦主要礦相為：石英：8.6%、斜長(zhǎng)石：8.8%、白云石：8.4%、綠泥石：35.7%、閃石：8.9%、蛇紋石：19.7%。

柞水大西溝尾礦主要礦相為：石英：25.7%、重晶石：9.6%、伊利石：29.6%、綠泥石：14.0%、黃鐵礦：10.6%、菱鐵礦：6.4% 。

從表1化學(xué)成分和礦相組成可以看出，漢中嘉陵大溝口尾礦中，用于生產(chǎn)陶瓷產(chǎn)品的原料石英、斜長(zhǎng)石、伊利石的含量較高，因此漢中嘉陵大溝口尾礦是較好的陶瓷原料，在建筑陶瓷保溫材料生產(chǎn)中可以做為主要原料使用，一般使用量在40%以上；漢中楊家壩尾礦中，主要以綠泥石、蛇紋石為主，而綠泥石、蛇紋石則主要是Fe和Mg的礦物種，因此，在陶瓷保溫材料生產(chǎn)中只能少量使用（15 ～ 25%）；柞水大西溝尾礦中綠泥石、黃鐵礦、菱鐵礦含量較高，但其鋁含量較高，因此在陶瓷保溫材料生產(chǎn)中的用量也可達(dá)20 ～ 35%。

2.2鉬礦尾礦

（1）化學(xué)成分見(jiàn)表2。

（2）礦物組成。

石英：76%、伊利石：13%、鉀長(zhǎng)石：2%、纖鐵礦：2%、綠泥石：2%、方解石：2%、白云石：2%、閃鋅礦：0.5%、黃鐵礦：0.5%。

由化學(xué)成分和礦物組成可以看出，金堆城栗西鉬礦尾礦的主要組成為石英相，其次是伊利石相，其Al2O3含量也較高，F(xiàn)e、Ca、Mg含量均較低，因此可以作為生產(chǎn)陶瓷保溫材料的主要原料使用，其用量可達(dá)50 ～ 65%。

2.3鉛鋅礦尾礦

（1）尾礦的化學(xué)成分見(jiàn)表3。

（2）礦物組成。

鳳縣1#鉛鋅礦尾礦：石英46%，方解石：26%，重晶石：9%，鐵白云石：9%，菱鐵礦：3%，黃鐵礦：4%，白鉛礦≤1%，鋇長(zhǎng)石：2%，伊利石：1%。

鳳縣2#鉛鋅礦尾礦：石英：47%，重晶石：26%，方解石：23%，白云石：4% 。

鳳縣3#鉛鋅礦尾礦：石英：30%，綠泥石：12%，伊利石：23%，方解石：16%，白云石：18%，黃鐵礦：1%。

由化學(xué)成分表3和礦物組成可以看出：鳳縣鉛鋅礦尾礦中鈣含量較高，對(duì)于陶瓷保溫材料的生產(chǎn)影響較大，不利于陶瓷保溫材料產(chǎn)品的生產(chǎn)。因此，在陶瓷保溫材料生產(chǎn)的使用中，三種尾礦的使用量控制在15 ～ 35%。

2.4煤矸石

（1） 化學(xué)成分見(jiàn)表4。

（2）礦物組成。

高嶺石：89%，石英：4%，勃姆石：5%，黃鐵礦：2%。

由化學(xué)成分表4和礦物組成可以看出：煤矸石的主要組成為高嶺土，鋁含量很高，灼減較大。灼減大對(duì)于生產(chǎn)陶瓷保溫產(chǎn)品有利。因此，可以作為很好的原料用于陶瓷保溫產(chǎn)品的生產(chǎn)。

3 利用工業(yè)尾礦實(shí)際生產(chǎn)研究

選用以上尾礦中的鉬礦尾礦進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)。

3.1工藝過(guò)程

3.2工藝參數(shù)

料：球=1：2；

造粒料含水量：≤1.5%；

干燥溫度：105℃；

泥漿含水量：46%；

陳腐時(shí)間：≥24 h；

干燥時(shí)間：14 h；

研磨時(shí)間：12 h；

成型壓力： 0.5 Mpa；

燒成溫度：1180 ～ 1220℃。

3.3坯體配比及化學(xué)成分

坯體配比及化學(xué)成分見(jiàn)表5、表6所示。

3.4樣品性能

樣品性能是經(jīng)過(guò)《國(guó)家建筑材料工業(yè)墻體屋面材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心》檢測(cè)。見(jiàn)表7。

3.5生產(chǎn)樣品

3.6利用工業(yè)尾礦所生產(chǎn)建筑陶瓷保溫板的特點(diǎn)

（1） 體積密度?。唬?）導(dǎo)熱系數(shù)低；

（3） 不透水； （4）隔音效果好；

（5） 與建筑體同壽命，與建筑體的相容性好；

（6） 可根據(jù)用戶要求進(jìn)行加工。

3.7陶瓷保溫材料在建筑體上的應(yīng)用

根據(jù)陶瓷保溫材料的特點(diǎn)在建筑體的應(yīng)用：

（1）用于建筑屋面材料；

（2）用于建筑墻體材料；

（3）用于建筑圍護(hù)墻外裝飾材料。

4 工業(yè)尾礦的特點(diǎn)及使用中應(yīng)注意的問(wèn)題

由工藝參數(shù)中可以看出，產(chǎn)品的燒成溫度在1180～1220℃之間，與現(xiàn)在大多數(shù)的陶瓷產(chǎn)品燒成溫度范圍相同。因此，可以利用現(xiàn)有的陶瓷燒成設(shè)備稍加改進(jìn)，就可進(jìn)行建筑陶瓷保溫產(chǎn)品的生產(chǎn)。工業(yè)尾礦的另一特點(diǎn)為價(jià)格便宜，有利于降低成本。

使用中應(yīng)注意的問(wèn)題：

（1）工業(yè)尾礦進(jìn)行配料前要進(jìn)行除雜處理；

（2）工業(yè)尾礦成分變化較大，需加強(qiáng)原料的檢驗(yàn)，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定；

（3）在工業(yè)尾礦使用前一定要進(jìn)行放射性檢測(cè)，如果不附合放射性能要求的工業(yè)尾礦一定不能用于建筑陶瓷保溫材料的生產(chǎn)。

總的說(shuō)來(lái)，目前國(guó)內(nèi)對(duì)工業(yè)尾礦的研究雖然開(kāi)展不少，但真正應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)的還不多。工業(yè)尾礦的量很大，如果使用工業(yè)尾礦生產(chǎn)的建筑陶瓷保溫材料能夠大量推廣應(yīng)用，即可以減少建筑保溫耗能，又能消耗工業(yè)尾礦，減少工業(yè)尾礦對(duì)環(huán)境的污染。對(duì)建筑陶瓷保溫材料生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)，利用工業(yè)尾礦以拓寬原料來(lái)源是一個(gè)既經(jīng)濟(jì)而又可靠的途徑。

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