[发明专利]利用锂辉石浮选尾矿低温烧结制备多孔陶瓷材料的方法

说明书

本发明提供了一种利用锂辉石浮选尾矿低温烧结制备多孔陶瓷材料的方法，包括以下步骤：(1)称取原料：锂辉石浮选尾矿65～75％、生坯粘结材料10～12％、高温粘结材料15‑25％；向上述固体原料中加水混合搅拌得到浆料；(2)向步骤(1)所得浆料中加入过氧化氢溶液，过氧化氢的加入体积按占固体原料质量比为5～15ml/kg添加，搅拌均匀后通过常压注模成型，静置24h使其充分发泡；(3)将步骤(2)所得物进行脱模烘干，坯体在550～650℃下烧结制得多孔陶瓷材料。本发明方法成功在较低温度下烧结制备出了力学性能优异的高吸水率多孔陶质材料，所得材料气孔率高，最高达56.79％，吸水率高，最高达52.68％。

技术领域

本发明属于工业固废资源化制备陶瓷材料技术领域，具体涉及一种利用锂辉石浮选尾矿低温烧结制备高吸水率多孔陶瓷材料的方法。

背景技术

随着社会的发展，资源环境问题日益突出，如何妥善处理固体废弃物已经成为当今热门问题，浮选尾矿因其自身特性作为固体废物中的一种特殊固废，其产量巨大，污染问题复杂，且利用率较低，如何将浮选尾矿资源化，提高其综合利用率已成为亟待解决的问题。

利用工业固废作为多孔保水陶瓷行业原料是规模化利用工业固废的一条重要途径。专利公开号CN105541296A中提出了利用铜尾矿制备陶瓷材料的方法，通过加压成型制备了铜尾矿陶瓷材料；专利公开号CN109626957A和CN109467389A以石墨尾矿为原料，通过加压成型分别制备了陶瓷仿古砖和陶瓷砖。锂辉石浮选尾矿是锂生产企业经过浮选或浸出等工艺选取锂资源后排放的固体废料，含有大量的硅酸盐矿物，主要化学成分为SiO₂，占比高达79.75％，主要物相组成为石英等造岩矿物。目前，锂辉石浮选尾矿经过再选后产生的“二次”尾矿仍主要以堆存方式处理，且锂辉石浮选后，因脊性料提高及粒度较高而导致的难成型问题阻碍了锂辉石浮选尾矿在多孔陶瓷材料方面的应用。另一方面，上述专利方法中均采用传统的高压成型工艺，而该传统工艺能量消耗大，经济成本高，且制备所得陶瓷材料的吸水率较低，能否减少高压成型所带来的能耗，降低浮选尾矿制备陶质材料的工业成本，同时能否提高陶质的吸水率，成为需要克服的技术问题。

另外，传统陶瓷材料的制备对烧结温度要求较高，一般高于1000℃，需耗费大量能源，如何降低陶瓷材料烧结温度也是需要克服的技术难题。

如果能够利用锂辉石浮选尾矿在相对较低温度下烧结制备多孔陶质材料，则既可以减轻锂生产企业处理尾矿的负担，又可以拓展多孔陶瓷原料来源，还可以有效降低传统陶瓷材料的烧结温度。因此，如何提供一种利用锂辉石浮选尾矿在低温下烧结制备高吸水率多孔陶质材料的方法，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种利用锂辉石浮选尾矿在低温下烧结制备高吸水率多孔陶质材料的方法。本发明方法成功制备出了力学性能优异的高吸水率多孔陶质材料，大大节省了高温烧结高吸水率多孔陶质材料的能耗，省去了以尾矿原料需要球磨过程及加压成型过程，并简化了制备工艺，且锂辉石浮选尾矿利用率高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种利用锂辉石浮选尾矿低温烧结制备多孔陶瓷材料的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)按总固体质量百分比称取以下原料：锂辉石浮选尾矿65～75％、生坯粘结材料10～12％、高温粘结材料15-25％；向上述固体原料中加水混合搅拌至稀泥状，得到浆料；所述生坯粘结材料为羧甲基纤维素钠与高岭土的混合物，其质量比为1：19，所述高温粘结材料为低熔点玻璃粉和硼砂的混合物，其质量比为5:1～2，所述水的加入量为锂辉石浮选尾矿重量的0.8倍；

(2)向步骤(1)所得浆料中加入质量百分比为30％的过氧化氢溶液，过氧化氢溶液的加入体积按占固体原料质量比为5～15ml/kg进行添加，搅拌均匀后通过常压注模成型，静置24h使其充分发泡；