铜尾矿在建筑陶瓷墙地砖生产中的应用.pdf

30FOSHAN CERAMICS I Vol.33No.07(Serial No.324)Production&Application生产与应用铜尾矿在建筑陶瓷墙地砖生产中的应用王保宝，李玉文（中条山集团陶瓷科技有限公司，垣曲0 43 7 0 0)摘要：铜尾矿又称铜尾砂,是铜矿石经粉碎、精选后剩下的细粉沙粒，因主要成分为SiO2、A l,O、K,O、Na z O 等，且富含多种微量元素，适用于建筑陶瓷生产。本文介绍了利用铜尾矿生产建筑陶瓷墙地砖的生产实践和注意事项，为铜尾矿的综合利用提供参考。关键词：铜尾矿；资源综合利用；生产应用；工艺方案1 应用背景铜尾矿又称铜尾砂,是铜矿石经粉碎、精选后剩下的细粉沙粒。我国年铜尾矿产出量达3 亿吨以上，并有数十亿吨的堆存，环境负荷不断增大。目前铜尾矿主要采用尾矿库堆存，只在井下充填、有价资源回收和建材领域制备多孔陶瓷材料、水泥混合材等方面取得一些进展，但利用总量远远赶不上排放速度。山西中条山集团作为我国重要的铜生产基地之一、华北地区最大的铜联合企业，光是铜矿峪矿年产铜尾矿就达9 0 0 万吨。因缺乏利用途径，尾矿只能排放到尾矿库，积存已达一亿余吨。中条山集团于2 0 13 年开始联合表2 铜尾矿的主要矿物组成矿物绢云母绿泥石石英长石方解石石磁铁矿名称含量/%59.12.3铜尾矿光谱分析结果4210:0114.326113.011.70.41.5国内知名科研机构、专业院校进行了铜尾矿制陶项目研究，项目经小试、中试，建成了一条日产2.6 万平米全抛釉地砖、一条日产3.5万平米内墙砖生产线，实现了铜尾矿综合利用制备建筑陶瓷产业化。2铜尾矿性质2.1铜尾矿中的多种微量元素铜尾矿中含有多种微量元素，主要化学成分如表1。从表1中可以看出铜尾矿主要成分为SiO2、A l O 3、KO、Na z 2 O 等，比较符合建筑陶瓷生产需要，且微量元素众多，易于烧成。2.2铜尾矿的主要矿物组成化学Si02Naz0K,0CaoAl.0;MgOTiO2成分含量65.271.21%5c017Mairals Data,lni.尾矿样的XRD衍射图谱见图1。从图中可以看出，铜尾矿主要由绢云母、绿泥石、石英、长石、方解石及少量磁铁矿等矿物组成。根据矿物衍射分析及成分分析，尾矿矿物成分适合作为陶瓷原料中的长石类和石英类原料。表1铜尾矿化学成分组成FeCu4.351.8214.953.48 0.47儿2-Thetat图1铜尾矿光谱分析MoPb4.20.0360.0020.00520.000ZnMn0.0070.030.0380.095SP2023年第7 期（第3 2 4期）1佛山陶瓷313应用工艺方案3.1尾矿的输送及浓密中条山集团尾矿采用湿排工艺，约2 0%浓度的尾矿浆用溜槽导流至尾矿库后，按照安全规范多点放矿排放堆存。因直接使用存在水分过高问题,工艺设计从溜槽截流用加压泵输送到厂区安装的浓密机，通过浓密机将尾矿浆浓密至50%55%浓度，用计量泵计量人连续式球磨机制浆。但在实际应用中,浓密机效果达不到工艺稳定要求，且故障率高，配方波动较大。虽然采用了大储量浆池进行搅拌均化,效果仍不够理想。为彻底解决问题，陶瓷公司建设了两个大沉淀池，将尾矿浆沉淀、晾晒后，通过链板式喂料机准确计量喂料，解决了质量波动困扰。但此办法效率较低、成本偏高。3.2烧成中条山陶瓷公司两条生产线均采用宽体窑炉烧成，窑炉较长。铜尾矿中铁、钙、碱含量及微量元素较高，整体呈现低温特性，瓷砖坏体出现液相、软化时间较早，为保障砖型，必须对窑炉烧成曲线进行相应调整。一是整体下调烧成温度；二是根据窑炉内砖体变化，适当调低中温段温度；三是缩短低温区长度，适当延长中温氧化时间;四是降低瓷砖吸水率控制指标，地砖按照“双零低吸进行控制。4应用效果及注意事项4.1效果经过不断摸索，铜尾矿的掺加量提高到3 0%，大幅佛山陶瓷全国性建材期刊（月刊）中国学术期刊（光盘版）期刊节约了生产原料成本。窑炉整体温度相比同类企业低15 2 0，大大节约了能耗。地砖产品全部实现了“双零低吸”,提高了产品竞争力。实现了“低温快烧”，更利于产量提高。4.2注意事项工艺设计方案中对尾矿处理环节至关重要，需要高度关注。建议尽量采用压滤机等干燥后,用计量称准确计量使用更为有利。要对窑炉烧成曲线进行不断摸索，保障砖型稳定合格。因为铜尾矿中铁含量高,坏体偏黑。除了可以从产品的吸水率等内在指标弥补，也可以选择生产仿古砖、地铺石等对坏体白度要求不高的产品。如果对采用高梯度的除铁设备对铜尾矿适当除铁，应用范围和效果可以更好。5结语铜尾矿具有储量丰富、低价易得优势，且富含多种微量元素，具有极高的利用价值。目前研究主要仍集中在井下填埋、提取有价元素、用于水泥、陶瓷等领域，利用率较低。近年来国内外研究人员通过不断试验，在发泡陶瓷生产、尾矿制砂、预拌混凝土，甚至超高性能混凝土UHPC应用方面取得较大突破，相信在不久的将来，铜尾矿将不断扩大应用领域，提升附加值，真正实现“变废为宝”。佛佛山陶院2019折主办#出市装协办发泡险发泡陶瓷生产技术与应用LEDLED辊道窑辊道窑烧成发泡陶发泡陶瓷智能整线一条线仅3 0 名生产人员高产量低能耗产品综合性能高半成半成品平整度高发泡陶瓷生产技术及应用本书收集和总结了近年来有关发泡陶瓷生产技术、施工应用、企业特色装备、专家答疑、专利信息、参考标准、法律法规等方面的最新进展情况。本书将对发泡陶瓷生产企业、应用企业的技术人员有一定的借鉴和参考作用。产品成材率高高度智能化综合成本低欢迎0757-238329950757-23832995e_138元/本订阅佛山陶瓷公众号二维码