【成果推介】利用石墨尾矿制备日用陶瓷技术

原标题：【成果推介】利用石墨尾矿制备日用陶瓷技术

2023年尾矿综合利用技术培训班将于2023年12月16-17日在北京举办，报名请关注V信公众号“粉体技术网”，涉及：煤矸石、粉煤灰、重金属尾矿、铁尾矿、铜尾矿、钼尾矿、钨尾矿、金尾矿、钽铌尾矿、钒钛磁铁尾矿、稀土尾矿、硫化矿尾矿、磷尾矿、磷石膏、脱硫石膏、钛石膏、赤泥、围岩、夹层、废石等。

技术背景

石墨作为一种兼具高导电性、高导热性、耐酸碱腐蚀和润滑等多种特性的重要非金属矿物材料，在众多工业领域有着广泛的应用。近年来，随着我国工业技术的快速发展，石墨的需求量与日俱增。而石墨开采过程中排放的尾矿大量堆积，造成了占用土地、污染水体和土壤等环境危害并具有溃坝的巨大安全隐患。据统计，每生产1t石墨产品平均需要排放石墨尾矿20t左右。目前我国有大小石墨尾矿库100多座，且平均服役年限仅为5年。这些尾矿库对矿区安全形成巨大威胁。石墨尾矿的资源化利用是解决上述问题的主要途径之一。

目前，国内外利用石墨尾矿的主要途径是制备烧结砖、免烧砖等建筑材料。部分石墨尾矿在石墨矿废弃后作回填材料使用。其中制备烧结砖是大量回收利用石墨尾矿的途径。但是在烧制烧结砖时，含有石墨尾矿的坯料烧成温度区间较小，对烧成制度影响较大，工艺要求严格。烧结砖中石墨尾矿的用量只能占到总质量的30％左右，且烧结砖的销售半径直接影响尾矿的利用量。

目前，制备日用陶瓷的主要原材料为优质粘土、长石、石英等天然矿物。石墨尾矿主要矿物成分为微斜长石、石英、白云母，并含少量闪石、赤铁矿、绿泥石和选矿残留的石墨。石墨尾矿中还含有部分浮选药剂，包括氢氧化钙和黄药、煤油等。

成果简介

国内某研究团队以石墨尾矿为主要原料，配以少量石英粉和高岭土，经过混合磨细、半干压成型、坯料干燥、陶瓷烧成等工序，成功制得长石质陶瓷。

该技术通过以下措施实现了石墨尾矿的综合利用：

（1）将石墨尾矿、石英粉、高岭土按照质量比为50～75∶5～35∶15～45的比例称量后混合均匀，在球磨机中球磨分散，使混合物的细度达到200目～600目；

（2）将研磨好的物料与水按照质量比为100∶20～35的比例混合均匀后陈化24～72h，然后在压力成型机中成型，制得陶瓷坯料。成型压力为10～25MPa；

（3）将陶瓷坯料在干燥机中干燥至含水率小于坯料质量的1.0％；

（4）将干燥后的坯料进行煅烧，烧成温度为1030℃～1100℃。煅烧后均匀降温，即得长石质日用陶瓷。

日用陶瓷样品主要性能

项目指标破坏强度(N)1176.2断裂模数(N/m2)34.13吸水率(％)0.45收缩率(％)0.17变形率(％)0.03

技术优势

本技术可以将石墨尾矿全部加以利用并去除尾矿中残留的、对环境有害的浮选有机药剂，达到石墨尾矿资源化利用的目的。

本技术所制备的日用瓷具有强度高、致密性好、吸水率低、收缩率小、不易变形的特点，可以作为日用陶瓷产品使用。

本技术所制备的日用瓷由于利用了石墨尾矿中的长石、云母、石英等有效成分，且尾矿的细度已经达到80目，减少了研磨成本，因此其生产成本较普通日用瓷大大降低。