[发明专利]黑色陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种黑色陶瓷材料及其制备方法，属于无机非金属材料领域。

背景技术

我国钒钛磁铁矿经采选，分离出铁精矿、钛精矿后剩余的选矿尾矿到目前为止还无有效地综合利用方法，一直作为废物堆放，不但污染环境，而且还占用大量土地。

提钒尾渣(以钒钛磁铁矿为原料制取钒渣，从钒渣中浸取钒盐，剩余的残渣称作提钒尾渣)也是一种大量堆放的工业废料，其中还含有32-37％的铁，对于提钒尾渣的综合利用，已有较多的方法。如文献[1]，公开号为CN86104984A，发明名称为“一种陶瓷粉末”的专利申请所公开的制取黑瓷材料的方法是将提钒尾渣粉碎至小于20目，加入或不加入添加剂，再在1000℃～1400℃下煅烧1～60分钟，再将煅烧产物粉碎至小于20目得到黑瓷粉末材料。又如文献[2]，公开号为CN102910892A，发明名称为“一种利用天然矿物及提钒尾渣制备的黑色陶板及其制备方法”的专利申请所公开的制取黑瓷陶板的方法是将原重量百分比为0～10％的提钒尾渣与一定比例的铬铁矿、氧化锰矿一起进行干燥脱水、破碎、过筛形成混合料，再将这种混合料按一定比例与粘土、长石、砂和其它添加剂进行混合制成含水率为14％～19％的泥团，这种泥团成型后经干燥、烧结后制成黑色陶瓷板。又如文献[3]，公开号为CN101713007A，发明名称为“一种提钒尾渣深度还原直接生产海绵铁的工艺方法”的专利申请所公开的方法是以煤为还原剂，同时添加CaO作为造渣剂，将提钒尾渣在高温下深度还原，还原产物经二段磨矿，二段弱磁选得到铁品位大于90％的海绵铁。又如文献[4],公开号为CN101280361A，发明名称为“一种提钒尾渣的处理方法”的专利申请所公开的方法是将提钒尾渣与碳源混合成混合物后，在高温下还原，所得还原产物经磁选分离得到磁性产物和非磁性产物，磁性产物用于钢铁冶炼，非磁性产物用于提取钒和钛。

文献[1]和[2]的优点是将提钒尾渣制成了黑色陶瓷，缺点是提钒尾渣中的铁未加以利用，文献[2]还要配加铬铁矿和氧化锰矿，是对铬和锰资源的浪费。文献[3]和[4]的优点是提取了提钒尾渣中的铁，缺点是提铁后的剩余的渣未加以利用。而且文献[4]所述的可用磁选方法将还原后的提钒尾渣中的铁、锰和铬磁选出来，但只能磁选出铁，而锰和铬，因其原子间的自旋趋于反向排列，原子间磁矩互相低消，属反铁磁性物质，因此不可能用磁选方法磁选锰和铬。

钒钛陶瓷可以用于制造太阳能热水器，太阳能房顶、远红外辐射元件、建筑装饰板等。钒钛陶瓷成本低、寿命长、效率高，和我国现有陶瓷产业的规模和产量结合，有可能发展成规模化生产的能源材料。目前钒钛陶瓷制备方法，主要是将提钒尾渣按照一定比例混合于普通陶瓷材料中烧结成瓷，或者在普通陶瓷坯体表面涂覆提钒尾渣浆料，再烧结成瓷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题提供一种黑色陶瓷材料，其以选矿尾矿和提钒尾渣为原料烧结成瓷，所得黑瓷材料的阳光吸收率为0.85～0.90。

本发明的技术方案：

本发明提供一种黑色陶瓷材料，以重量份计，所述黑色陶瓷材料的成分包括：

Gr₂O₃1.82-3.7份、TiO₂10.9-18.18份、V₂O₅1.94-4.13份、MnO6.06-11.91份、Fe₂O₃8-14份、Ni0.001-0.01份、SiO₂12-24.3份。

本发明上述黑色陶瓷材料，其以磁选尾渣和钒钛磁铁矿选钛矿尾渣为原料烧结成瓷，磁选尾渣和钒钛磁铁矿选钛矿尾渣的重量比为：2-10︰1；其中，磁选尾渣由以下方法制成：将提钒尾渣、碳质还原剂、铁粉、石灰和钠盐溶液混匀制成球团，球团经干燥、还原，再经破碎、磁选，得到还原铁粉和磁选尾渣，各原料的用量为：提钒尾渣以100份计，碳质还原剂(以其碳含量计)用量为提钒尾渣重量的10.5～25％，钠盐用量为提钒尾渣重量的1～4％，铁粉用量为提钒尾渣重量的0～2％，石灰用量为提钒尾渣重量的0～8％。

优选的，各原料的用量为：提钒尾渣以100份计，碳质还原剂(以其碳含量计)用量为提钒尾渣重量的15％，钠盐用量为提钒尾渣重量的4％，铁粉用量为提钒尾渣重量的2％，石灰用量为提钒尾渣重量的7.5％。

优选的，所述提钒尾渣的粒度为0.165-0.417mm。

所述碳质还原剂为焦碳、煤、碳黑、木炭中至少一种。