[发明专利]一种以提钒矿渣生产的防静电陶瓷材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿渣资源综合利用的技术，具体涉及一种以提钒矿渣生产的防静电陶瓷材料及其制造方法。

背景技术

含钒钛磁铁矿岩体分为基性岩（辉长岩）型和基性-超基性岩（辉长岩－辉石岩－辉岩）型两大类，前者有攀枝花、白马、太和等矿床，后者有红格、新街等矿床。总的来说，两种类型的地质特征基本相同，前者相当于后者的基性岩相带部分的特征，后者除铁、钛、钒外，伴生的铬、钴、镍和铂族组分含量较高，因而综合利用价值更大。 钒钛磁铁矿不仅是铁的重要来源，而且伴生的钒、钛、铬、钴、镍、铂族和钪等多种组份，具有很高的综合利用价值。

钒钛磁铁矿石经高炉炼铁后产生的矿渣是高品位钒渣，采用焙烧、浸取等工艺可以从中提出五氧化二钒，剩余的残渣为提钒矿渣。在以上工序中，会将钒渣中的含有3价铬氧化为6价铬，6价铬是强致癌物质，而且易溶于水，因此提钒矿渣的处理特别困难，稍有不慎就会造成严重的污染事故。

静电是一种客观的自然现象，产生的方式多种，如接触、摩擦等。静电对一些敏感仪器和场所，可能会导致致命的危害。如静电在放电时产生的电磁效应（电磁干扰或电磁兼容性）会干扰精密仪器的正常工作，造成自动化设备的误动作；电荷的聚集可能产生尖端放电现象，可能烧毁精密仪器，产生的电火花可能引燃粉尘，造成爆炸事故。因此静电防护技术在如电子工业、石油工业、兵器工业、纺织工业、橡胶工业以及航天与军事领域都收到极大重视，力求寻求减少静电造成的损失 。

普通陶瓷材料具有很高的电阻率，容易积聚电荷，这些电荷的积聚可能会带来如上述的多种危害。每年都有相关静电危害造成损失的报道，因此急需一种能解决以上问题的建筑材料。

研究表明，当材料的体积电阻率超过1×10¹⁰Ω·m 时，材料耗散电荷的能力明显减弱；从消除静电的角度考虑，材料的体积电阻率不应该高于1×10¹⁰Ω·m。当材料表面电阻为10⁵ ～ 10⁹Ω 时，积累的电荷会尽快地释放，从而达到防静电的效果。

目前常用的防静电材料多为有机材料，有机材料多不耐磨、不耐火，遇到火灾时还可能燃烧，产生大量有毒烟气，因此应用范围受到极大限制。

近年来研发成功的防静电陶瓷材料是通过在原料中添加导电粉，或在坯体上施以导电釉，然后再进行烧结制备而成。例如专利公开号为“102568639A”的发明专利公开的方案。坯体中添加的导电粉或在坯体上施以导电釉会造成成本上升。目前公开的方案中，导电粉或导电釉的造价昂贵，不利于其的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可以大量利用提钒矿渣生产的防静电陶瓷材料及其制造方法。以提钒矿渣为主要原料，添加适量的粘土、长石等，均化后成型，在还原气氛烧成，得到具有防静电效果的陶瓷材料。

采用以上方法，可以大量消耗提钒矿渣，综合利用矿物资源，缓解环境压力，较好的避免6价铬的污染，而且所生产的防静电陶瓷材料成本低，效果好，可以用作需要进行静电防护场所的建筑装修材料。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种以提钒矿渣生产的防静电陶瓷材料，其是以提钒矿渣、粘土、长石、瓷砂，为原料，经还原气氛烧成，其中上述各种原料的质量百分比为：

提钒矿渣：10%～80%；

粘土：20%～30%；

长石：0%～60%；

瓷砂：0%～10%。

优选地，还可以添加上述原料总质量1%～5%的煤粉。添加煤粉可以使还原气氛更为充分，使提钒矿渣中的铁元素转化为四氧化三铁，而且也使提钒矿渣中的6价铬转化为3价，另外，煤粉烧后留下的煤灰具有多孔结构，能吸附3价铬和四氧化三铁，并被其它莫来石晶粒包裹起来，制品更稳定。

在上述以提钒矿渣生产的防静电陶瓷材料中，铁元素主要以四氧化三铁形式存在，四氧化三铁的质量百分数为3%～30%。

四氧化三铁可以导电，含有其的防静电陶瓷材料通体呈黑色，是很好的建筑装修材料和静电防护材料。而且四氧化三铁也特别耐磨，进而陶瓷制品的耐磨性也较好。另外，四氧化三铁还具有红外辐射功能和铁磁性，具有良好的保健功效，将之磁化后，能调节人体磁场屏蔽电磁波辐射。

另外，本发明还提供一种制造上述以提钒矿渣生产的防静电陶瓷材料的方法，其包括如下步骤：

步骤1）配料混匀；按照上述原料中各组分配方比例称料，通过球磨的方式将其混匀，制成浆料，然后陈腐均化； 

步骤2）成型；使用步骤1）陈腐均化后的浆料进行喷雾干燥，制成粉体，通过冲压成型的方式制成坯体；