[发明专利]利用银矿尾矿制备的低热胀高强度抗菌陶瓷及制备方法

说明书

本发明涉及一种利用银矿尾矿制备高低热胀强度抗菌陶瓷的配方及方法，以银尾矿、滑石、硅灰石、高岭土、萤石、激活剂为原料，在合适的配方和工艺条件下获得含银离子的堇青石‑透辉石‑方石英复相陶瓷。该陶瓷具有强度高、热膨胀系数小、抗菌率高的特点，且银尾矿中的重金属离子全部固化。与银尾矿作为建筑用砂、混凝土填料、陶粒和泡沫玻璃相比性能优越，拓宽了应用领域；采用银矿尾矿作为主要原料，降低了成本，提高了附加值。在解决银尾矿环境污染的同时，可带来巨大的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种银矿尾矿的高附加值利用，以银尾矿为主料矿获得具有抗压强度大、热胀陶系数低、抗菌率高的陶瓷制备方法。

背景技术

银矿尾矿即是在银矿的选矿过程中产生的固体废弃物，每年都有大量的银矿尾矿产出，现在对银矿尾矿进行的处理主要是将其放入尾矿库或者回填至矿山中，这样的处理方法使银矿尾矿大量的堆积，造成了空间资源的浪费以及粉尘污染，与此同时尾矿中含有一定量的重金属，在长期的堆积后会渗透进入周围的土壤以及地下水，从而威胁人类健康，因此对银矿尾矿处理是迫在眉睫的。目前，银矿尾矿的综合利用主要是用于建筑用砂、混凝土填料、陶粒等建筑材料。利用银矿尾矿制备高强度、低热胀、高抗菌性的陶瓷还未见报道。

《新型建筑材料》，2010，9：17-18 刘丹丹，阮炯正，林萍，杨志鹏在“银矿尾矿用于建筑砂浆的研究与应用”一文中，研究了银矿尾矿代替石灰用于建筑砂浆的可行性；《施工技术》，2013,11：91-92 朱会荣，阮炯正在“银尾泡沫混凝土的试验研究”一文中利用银矿尾矿、普通水泥、发泡剂、减水剂及废弃聚笨乙烯泡沫颗粒制备了泡沫混凝土；《广东建材》2013，（8）21-24，陈炜在“对银矿尾矿砂高强陶粒生产工艺的探索”一文中：利用银矿尾矿砂生产高强陶粒，生产得到的陶粒产品性能满足国家标准的要求；2018.1.9，崔曜鹏公开了一项“一种利用银尾矿生产泡沫玻璃的方法”发明专利。2015.12，本课题组公开了一项“以银尾矿为主料制备的抗菌陶瓷”发明专利。

上述研究中，前2项只是将银尾矿作为建筑用砂和混凝土填料进行了研究，附加值较低。否2项利用银尾矿制备陶粒和泡沫玻璃获得了满足国标要求的陶粒和性能良好的泡沫玻璃，但没有考虑银尾矿中残留的Ag的作用，也没讨论尾矿中其他重金属离子的固化效果。本课题组公开的“以银尾矿为主料制备的抗菌陶瓷”所选用的原料除银尾矿外加入了粘土、石英和助熔剂。所用原料除银尾矿外其他为陶瓷常规原料，获得的陶瓷除具抗菌性外其他性能也只是满足国标要求。利用尾矿中含有的银作为抗菌剂，由于其含量较低（ ppm级）且多为自然银，活性低。如果在制瓷过程中不能将其有效激活并富集，所制备的陶瓷抗菌率会很低。如何使银尾矿中含量较低的自然银在陶瓷制备过程中富集并活化是利用银尾矿制备抗菌陶瓷的技术关键，在“以银尾矿为主料制备的抗菌陶瓷”中并没有公开。同时，制瓷过程中能否将尾矿中有毒重金属离子有效固化也是决定陶瓷能否应用的关键，“以银尾矿为主料制备的抗菌陶瓷”中也没有说明重金属的固化效果。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种以利用银矿尾矿为原料制备低热胀、高强度的抗菌陶瓷，配方如下：

按照质量百分比的原料组成：银矿尾矿50%-85%、硅灰石15%-5%、高岭土20%-5%、滑石15%-5%、萤石1%-2%、激活剂1%-2%。

所述激活剂为高价变价金属化合物K₂MnO₄、As₂O₅或Sb₂O₅。

利用银矿尾矿制备低热胀高强度抗菌陶瓷的制备方法，其制备工艺包括如下步骤：

（1）原料准备：

各种原料分别破碎、粉磨和球磨，获得2000-3000目的各种原料粉末；

（2）生坯制备：