铁尾矿制备陶粒的工艺方法

我国铁矿资源分布广泛，但集中度高，主要集中在辽宁鞍山-本溪、河北冀东-密云、四川攀枝花-西昌等十大矿区，储量约占我国探明总量的64.8%，但各矿区矿石的品位、成分、性质差异较大。因此，采选后所排铁尾矿呈现出排放量大、分布面广、种类繁多、成分复杂等特点，而结晶粒度小、微细粒嵌布铁矿石占比大又使排出尾矿泥化严重，直接回收利用难度大。

铁矿赋存状态的不同使所排尾矿的化学成分表现出较大的差异。按照伴生元素含量的不同，铁尾矿可分为单金属和多金属两大类；按照氧化物组成，铁尾矿可划分为高硅型、高铝型、高钙镁型、低钙镁型和多金属五种类型。

传统陶粒通常是将黏土、页岩等天然原料，经团聚成球、高温烧胀后得到坚硬而多孔的颗粒状骨料。构成性能优良陶粒原料的化学成分要求为：SiO₂占比53%～79%，Al₂O₃占比12%～16%，熔剂氧化物占比8%～24%^[19]。在这个范围内都可以烧制具有膨胀性的陶粒。鉴于铁尾矿中SiO₂含量约占总成分的30%~80%，高硅型、高铝型和部分低钙镁型铁尾矿中硅铝总量不低于60%，处于陶粒制备所需原料的化学成分区间范围内，可作为陶粒的主要成陶成分，故采用铁尾矿制备陶粒在理论上具有高度可行性。

目前将铁尾矿作为原料制备陶粒的工艺方法有高温烧胀法和免烧法两种，前者是铁尾矿陶粒最常用的制备方法。

铁尾矿中硅含量高导致陶粒可塑性差，故将其用作原料生产陶粒时通常会添加其他组分以改善性能：首先，加入辅助原料增加生料制球的黏聚性，克服铁尾矿瘠性料难以成型的缺陷，改善成球性能；其次，高温烧结使不同原料间发生固相及液相反应提高其力学性能。生料球依靠高温下各原料成分间发生化学反应，生成新的矿物相，使陶粒具备一定的机械强度；高温下有机质的挥发或生成气体的逸出使内部具有一定的孔隙率。