一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法
一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合材料的制备方法，尤其涉及一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法。
【背景技术】
[0002]金矿尾砂一种固体废弃物，是黄金矿山提取黄金过程中所产生的。由于金矿石的金品位一般较低，在提炼黄金的过程中，产生尾矿的量与入选矿石的量基本相同。黄金矿山在生产过程中，产生大量的金矿尾砂固体废弃物，主要是以露天堆放为主，这对当地的生态环境、饮水卫生、土壤结构等造成了隐性危害，同时也造成矿产资源的严重浪费，严重制约了当地经济的可持续发展，因此其开发利用迫在眉睫，受到了社会和各级政府的高度重视。
[0003]金矿尾砂粒度细小，风吹时容易扬尘，遇到水时混入水中，污染水源，同时使得其周围土地沙漠化严重，导致沙尘天气严重，引起了堆放地区气候变异，大范围的金矿尾砂堆积，受到各种自然力的作用，如风力、水力、重力等，容易引起泥石流、塌陷、滑坡等自然灾害。金矿尾砂中含有铅、汞、砷等有害元素，破坏土壤结构和周围植被，使得堆放地区植物、动物的物种逐渐减少。
[0004]金矿尾砂的组成中含有少量的氰化物、氯化物，以及金、银、铜、铅、锡、汞等重金属污染物，对水资源的污染主要有:一是采矿废石由于风化、自然降水淋融使得有害物质(Pb,Hg,As等)浸出，进入水系统引起的污染，二是尾砂直接污染地表水或地下水。金矿尾砂中含有一种重要的水资源污染物一一氰化物，氰化物含量较高可活化重金属，随自然降水可渗入地表浅水层，而污染地下水，又可排入河流污染地表水，污染物质随地表水流动进入江河湖泊，导致严重的地表水资源污染，直接威胁人民群众饮用水资源的安全。
[0005]金矿尾砂中的硫化物，在光照条件下分解释放SOjP汞蒸气，对空气造成污染，还有选矿时使用的药剂挥发，产生氰化物也会污染大气。位于我国北方地区的金矿，干旱少雨、季风速度大，粒度较细的尾砂在风力的作用下，容易扬尘，对周围几十平方公里的地域造成沙尘污染，导致北方大部分地区，受大气污染严重，近年来雾霾天气频繁，对人们的生产生活、身体健康带来了严重的危害。
[0006]金矿尾砂中含有硅酸盐、铝硅酸盐、石英、黄铁矿是制备微晶玻璃的主要组分，所以开发利用金矿尾砂制备微晶玻璃不仅是一项有效的、环境友好型的途径，也是黄金矿山企业实现可持续发展的重要措施，而且对环境保护和改善生态，提高矿产资源利用率，促进黄金企业的可持续发展具有重大的意义。
【发明内容】
[0007]本发明目的就是提供一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法。
[0008]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，包括以下步骤:
(I)将上述金矿尾砂磨粉，过260-300目筛，加入其重量3-4%的活化剂水溶液，60-65°C下搅拌浸泡1-2小时，烘干，700-800°C下煅烧40-50分钟；
(2)将上述煅烧料冷却，加入到其重量1.8-2倍重量，浓度为16-20%的硫酸溶液中，在70-80°C下保温浸出3-4小时，过滤，得浸出液和浸渣；
(3)将浸渣水洗至PH为6-7，送入真空干燥箱，干燥3-4小时，磨成细粉，加入到5-10倍去离子水中，加入体系重量1-2%的sp-80、l-2%的葡萄糖、2-3%的三羟甲基丙烷，超声处理2-3分钟，得硅乳液；
(4)将浸出液过滤后蒸发，待其密度为1.2-1.3时，停止蒸发，结晶析出；
(5)将上述结晶料加入到硅乳液中，搅拌均匀后加入体系重量0.1-0.2%的聚碳化二亚胺、3-4%的硬脂酸钙、2-3%的木质素纤维，1000-1300转/分搅拌7_10分钟，压滤，在惰性气体保护下，1200-1300°C下煅烧2-3小时。
[0009]一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，步骤(I)中所述的活化剂水溶液是由下述重量份的原料组成的:抗坏血酸钙3-4、氯化钠1-2、去离子水100-110。
[0010]本发明的优点是:
本发明首先将金矿尾砂磨粉后活化，可以提高硅、铝的浸出率，且可以降低煅烧温度，节约能耗，将得到的硅制成硅乳液，与结晶析出的硫酸铝混合，加入的葡萄糖、纤维等在聚碳化二亚胺交联剂的存在下可以进行有效的结合，最后经过高温碳化，提高了复合材料的强度和硬度。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例对本发明作进一步详细描述:
本发明的金矿尾砂的化学成分为:
Si02:63.08 ；
Al2O3:18.21 ；
CaO:3.53 ;
MgO:1.68 ;
Fe203:4.12 ；
K2O:2.21 ；
Na2O: 1.92 ；
剩余的为烧失量。
[0012]实施例1:
一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，包括以下步骤:
(1)将上述金矿尾砂磨粉，过300目筛，加入其重量3%的活化剂水溶液，60°C下搅拌浸泡I小时，烘干，800°C下煅烧50分钟；
(2)将上述煅烧料冷却，加入到其重量1.8倍重量，浓度为20%的硫酸溶液中，在80°C下保温浸出4小时，过滤，得浸出液和浸渣；
(3)将浸渣水洗至PH为7，送入真空干燥箱，干燥4小时，磨成细粉，加入到8倍去离子水中，加入体系重量2%的sp-80、2%的葡萄糖、2%的三羟甲基丙烷，超声处理2分钟，得硅乳液；
(4)将浸出液过滤后蒸发，待其密度为1.2时，停止蒸发，结晶析出； (5)将上述结晶料加入到硅乳液中，搅拌均匀后加入体系重量0.2%的聚碳化二亚胺、3%的硬脂酸钙、2%的木质素纤维，1300转/分搅拌10分钟，压滤，在惰性气体保护下，1300°C下煅烧2小时。
[0013]一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，步骤(I)中所述的活化剂水溶液是由下述重量份的原料组成的:抗坏血酸钙4、氯化钠2、去离子水100。
[0014]实施例2
一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，包括以下步骤:
(1)将上述金矿尾砂磨粉，过300目筛，加入其重量4%的活化剂水溶液，65°C下搅拌浸泡I小时，烘干，800°C下煅烧40分钟；
(2)将上述煅烧料冷却，加入到其重量1.8倍重量，浓度为20%的硫酸溶液中，在80°C下保温浸出3小时，过滤，得浸出液和浸渣；
(3)将浸渣水洗至PH为6，送入真空干燥箱，干燥3小时，磨成细粉，加入到5倍去离子水中，加入体系重量1%的sp-80、1%的葡萄糖、2%的三羟甲基丙烷，超声处理2分钟，得硅乳液；
(4)将浸出液过滤后蒸发，待其密度为1.25时，停止蒸发，结晶析出；
(5)将上述结晶料加入到硅乳液中，搅拌均匀后加入体系重量0.2%的聚碳化二亚胺、3%的硬脂酸钙、3%的木质素纤维，1300转/分搅拌9分钟，压滤，在惰性气体保护下，1280 0C下煅烧3小时。
[0015]一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，步骤(I)中所述的活化剂水溶液是由下述重量份的原料组成的:抗坏血酸钙3、氯化钠1、去离子水108。
[0016]实施例3
一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，包括以下步骤:
(1)将上述金矿尾砂磨粉，过300目筛，加入其重量4%的活化剂水溶液，65°C下搅拌浸泡I小时，烘干，800°C下煅烧40分钟；
(2)将上述煅烧料冷却，加入到其重量1.8倍重量，浓度为20%的硫酸溶液中，在70-80°C下保温浸出3小时，过滤，得浸出液和浸渣；
(3)将浸渣水洗至PH为6，送入真空干燥箱，干燥3小时，磨成细粉，加入到8倍去离子水中，加入体系重量1-2%的sp-80、1%的葡萄糖、3%的三羟甲基丙烷，超声处理2-3分钟，得硅乳液；
(4)将浸出液过滤后蒸发，待其密度为1.2时，停止蒸发，结晶析出；
(5)将上述结晶料加入到硅乳液中，搅拌均匀后加入体系重量0.2%的聚碳化二亚胺、4%的硬脂酸钙、3%的木质素纤维，1200转/分搅拌8分钟，压滤，在惰性气体保护下，1200 0C下煅烧2小时。
[0017]一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，步骤(I)中所述的活化剂水溶液是由下述重量份的原料组成的:抗坏血酸钙3、氯化钠1.4、去离子水104。
【主权项】
1.一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将上述金矿尾砂磨粉，过260-300目筛，加入其重量3-4%的活化剂水溶液，60-65°C下搅拌浸泡1-2小时，烘干，700-800°C下煅烧40-50分钟； (2)将上述煅烧料冷却，加入到其重量1.8-2倍重量，浓度为16-20%的硫酸溶液中，在70-80°C下保温浸出3-4小时，过滤，得浸出液和浸渣； (3)将浸渣水洗至PH为6-7，送入真空干燥箱，干燥3-4小时，磨成细粉，加入到5-10倍去离子水中，加入体系重量1-2%的sp-80、l-2%的葡萄糖、2-3%的三羟甲基丙烷，超声处理2-3分钟，得硅乳液； (4)将浸出液过滤后蒸发，待其密度为1.2-1.3时，停止蒸发，结晶析出； (5)将上述结晶料加入到硅乳液中，搅拌均匀后加入体系重量0.1-0.2%的聚碳化二亚胺、3-4%的硬脂酸钙、2-3%的木质素纤维，1000-1300转/分搅拌7_10分钟，压滤，在惰性气体保护下，1200-1300°C下煅烧2-3小时。2.根据权利要求1所述的一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，其特征在于步骤(I)中所述的活化剂水溶液是由下述重量份的原料组成的:抗坏血酸钙3-4、氯化钠1-2、去离子水100-110。
【专利摘要】本发明公开了一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，本发明首先将金矿尾砂磨粉后活化，可以提高硅、铝的浸出率，且可以降低煅烧温度，节约能耗，将得到的硅制成硅乳液，与结晶析出的硫酸铝混合，加入的葡萄糖、纤维等在聚碳化二亚胺交联剂的存在下可以进行有效的结合，最后经过高温碳化，提高了复合材料的强度和硬度。
【IPC分类】C01B33/021, C22B21/00, C22B7/00
【公开号】CN104894395
【申请号】CN201510253582
【发明人】孙玉壮, 张海岛, 林明月, 赵珊珊, 石志祥, 孟志强
【申请人】河北工程大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合材料的制备方法，尤其涉及一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法。
【背景技术】
[0002]金矿尾砂一种固体废弃物，是黄金矿山提取黄金过程中所产生的。由于金矿石的金品位一般较低，在提炼黄金的过程中，产生尾矿的量与入选矿石的量基本相同。黄金矿山在生产过程中，产生大量的金矿尾砂固体废弃物，主要是以露天堆放为主，这对当地的生态环境、饮水卫生、土壤结构等造成了隐性危害，同时也造成矿产资源的严重浪费，严重制约了当地经济的可持续发展，因此其开发利用迫在眉睫，受到了社会和各级政府的高度重视。
[0003]金矿尾砂粒度细小，风吹时容易扬尘，遇到水时混入水中，污染水源，同时使得其周围土地沙漠化严重，导致沙尘天气严重，引起了堆放地区气候变异，大范围的金矿尾砂堆积，受到各种自然力的作用，如风力、水力、重力等，容易引起泥石流、塌陷、滑坡等自然灾害。金矿尾砂中含有铅、汞、砷等有害元素，破坏土壤结构和周围植被，使得堆放地区植物、动物的物种逐渐减少。
[0004]金矿尾砂的组成中含有少量的氰化物、氯化物，以及金、银、铜、铅、锡、汞等重金属污染物，对水资源的污染主要有:一是采矿废石由于风化、自然降水淋融使得有害物质(Pb,Hg,As等)浸出，进入水系统引起的污染，二是尾砂直接污染地表水或地下水。金矿尾砂中含有一种重要的水资源污染物一一氰化物，氰化物含量较高可活化重金属，随自然降水可渗入地表浅水层，而污染地下水，又可排入河流污染地表水，污染物质随地表水流动进入江河湖泊，导致严重的地表水资源污染，直接威胁人民群众饮用水资源的安全。
[0005]金矿尾砂中的硫化物，在光照条件下分解释放SOjP汞蒸气，对空气造成污染，还有选矿时使用的药剂挥发，产生氰化物也会污染大气。位于我国北方地区的金矿，干旱少雨、季风速度大，粒度较细的尾砂在风力的作用下，容易扬尘，对周围几十平方公里的地域造成沙尘污染，导致北方大部分地区，受大气污染严重，近年来雾霾天气频繁，对人们的生产生活、身体健康带来了严重的危害。
[0006]金矿尾砂中含有硅酸盐、铝硅酸盐、石英、黄铁矿是制备微晶玻璃的主要组分，所以开发利用金矿尾砂制备微晶玻璃不仅是一项有效的、环境友好型的途径，也是黄金矿山企业实现可持续发展的重要措施，而且对环境保护和改善生态，提高矿产资源利用率，促进黄金企业的可持续发展具有重大的意义。
【发明内容】
[0007]本发明目的就是提供一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法。
[0008]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，包括以下步骤:
(I)将上述金矿尾砂磨粉，过260-300目筛，加入其重量3-4%的活化剂水溶液，60-65°C下搅拌浸泡1-2小时，烘干，700-800°C下煅烧40-50分钟；
(2)将上述煅烧料冷却，加入到其重量1.8-2倍重量，浓度为16-20%的硫酸溶液中，在70-80°C下保温浸出3-4小时，过滤，得浸出液和浸渣；
(3)将浸渣水洗至PH为6-7，送入真空干燥箱，干燥3-4小时，磨成细粉，加入到5-10倍去离子水中，加入体系重量1-2%的sp-80、l-2%的葡萄糖、2-3%的三羟甲基丙烷，超声处理2-3分钟，得硅乳液；
(4)将浸出液过滤后蒸发，待其密度为1.2-1.3时，停止蒸发，结晶析出；
(5)将上述结晶料加入到硅乳液中，搅拌均匀后加入体系重量0.1-0.2%的聚碳化二亚胺、3-4%的硬脂酸钙、2-3%的木质素纤维，1000-1300转/分搅拌7_10分钟，压滤，在惰性气体保护下，1200-1300°C下煅烧2-3小时。
[0009]一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，步骤(I)中所述的活化剂水溶液是由下述重量份的原料组成的:抗坏血酸钙3-4、氯化钠1-2、去离子水100-110。
[0010]本发明的优点是:
本发明首先将金矿尾砂磨粉后活化，可以提高硅、铝的浸出率，且可以降低煅烧温度，节约能耗，将得到的硅制成硅乳液，与结晶析出的硫酸铝混合，加入的葡萄糖、纤维等在聚碳化二亚胺交联剂的存在下可以进行有效的结合，最后经过高温碳化，提高了复合材料的强度和硬度。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例对本发明作进一步详细描述:
本发明的金矿尾砂的化学成分为:
Si02:63.08 ；
Al2O3:18.21 ；
CaO:3.53 ;
MgO:1.68 ;
Fe203:4.12 ；
K2O:2.21 ；
Na2O: 1.92 ；
剩余的为烧失量。
[0012]实施例1:
一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，包括以下步骤:
(1)将上述金矿尾砂磨粉，过300目筛，加入其重量3%的活化剂水溶液，60°C下搅拌浸泡I小时，烘干，800°C下煅烧50分钟；
(2)将上述煅烧料冷却，加入到其重量1.8倍重量，浓度为20%的硫酸溶液中，在80°C下保温浸出4小时，过滤，得浸出液和浸渣；
(3)将浸渣水洗至PH为7，送入真空干燥箱，干燥4小时，磨成细粉，加入到8倍去离子水中，加入体系重量2%的sp-80、2%的葡萄糖、2%的三羟甲基丙烷，超声处理2分钟，得硅乳液；
(4)将浸出液过滤后蒸发，待其密度为1.2时，停止蒸发，结晶析出； (5)将上述结晶料加入到硅乳液中，搅拌均匀后加入体系重量0.2%的聚碳化二亚胺、3%的硬脂酸钙、2%的木质素纤维，1300转/分搅拌10分钟，压滤，在惰性气体保护下，1300°C下煅烧2小时。
[0013]一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，步骤(I)中所述的活化剂水溶液是由下述重量份的原料组成的:抗坏血酸钙4、氯化钠2、去离子水100。
[0014]实施例2
一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，包括以下步骤:
(1)将上述金矿尾砂磨粉，过300目筛，加入其重量4%的活化剂水溶液，65°C下搅拌浸泡I小时，烘干，800°C下煅烧40分钟；
(2)将上述煅烧料冷却，加入到其重量1.8倍重量，浓度为20%的硫酸溶液中，在80°C下保温浸出3小时，过滤，得浸出液和浸渣；
(3)将浸渣水洗至PH为6，送入真空干燥箱，干燥3小时，磨成细粉，加入到5倍去离子水中，加入体系重量1%的sp-80、1%的葡萄糖、2%的三羟甲基丙烷，超声处理2分钟，得硅乳液；
(4)将浸出液过滤后蒸发，待其密度为1.25时，停止蒸发，结晶析出；
(5)将上述结晶料加入到硅乳液中，搅拌均匀后加入体系重量0.2%的聚碳化二亚胺、3%的硬脂酸钙、3%的木质素纤维，1300转/分搅拌9分钟，压滤，在惰性气体保护下，1280 0C下煅烧3小时。
[0015]一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，步骤(I)中所述的活化剂水溶液是由下述重量份的原料组成的:抗坏血酸钙3、氯化钠1、去离子水108。
[0016]实施例3
一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，包括以下步骤:
(1)将上述金矿尾砂磨粉，过300目筛，加入其重量4%的活化剂水溶液，65°C下搅拌浸泡I小时，烘干，800°C下煅烧40分钟；
(2)将上述煅烧料冷却，加入到其重量1.8倍重量，浓度为20%的硫酸溶液中，在70-80°C下保温浸出3小时，过滤，得浸出液和浸渣；
(3)将浸渣水洗至PH为6，送入真空干燥箱，干燥3小时，磨成细粉，加入到8倍去离子水中，加入体系重量1-2%的sp-80、1%的葡萄糖、3%的三羟甲基丙烷，超声处理2-3分钟，得硅乳液；
(4)将浸出液过滤后蒸发，待其密度为1.2时，停止蒸发，结晶析出；
(5)将上述结晶料加入到硅乳液中，搅拌均匀后加入体系重量0.2%的聚碳化二亚胺、4%的硬脂酸钙、3%的木质素纤维，1200转/分搅拌8分钟，压滤，在惰性气体保护下，1200 0C下煅烧2小时。
[0017]一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，步骤(I)中所述的活化剂水溶液是由下述重量份的原料组成的:抗坏血酸钙3、氯化钠1.4、去离子水104。
【主权项】
1.一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将上述金矿尾砂磨粉，过260-300目筛，加入其重量3-4%的活化剂水溶液，60-65°C下搅拌浸泡1-2小时，烘干，700-800°C下煅烧40-50分钟； (2)将上述煅烧料冷却，加入到其重量1.8-2倍重量，浓度为16-20%的硫酸溶液中，在70-80°C下保温浸出3-4小时，过滤，得浸出液和浸渣； (3)将浸渣水洗至PH为6-7，送入真空干燥箱，干燥3-4小时，磨成细粉，加入到5-10倍去离子水中，加入体系重量1-2%的sp-80、l-2%的葡萄糖、2-3%的三羟甲基丙烷，超声处理2-3分钟，得硅乳液； (4)将浸出液过滤后蒸发，待其密度为1.2-1.3时，停止蒸发，结晶析出； (5)将上述结晶料加入到硅乳液中，搅拌均匀后加入体系重量0.1-0.2%的聚碳化二亚胺、3-4%的硬脂酸钙、2-3%的木质素纤维，1000-1300转/分搅拌7_10分钟，压滤，在惰性气体保护下，1200-1300°C下煅烧2-3小时。2.根据权利要求1所述的一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，其特征在于步骤(I)中所述的活化剂水溶液是由下述重量份的原料组成的:抗坏血酸钙3-4、氯化钠1-2、去离子水100-110。
【专利摘要】本发明公开了一种从金矿尾砂中提取硅、铝复合高强材料的方法，本发明首先将金矿尾砂磨粉后活化，可以提高硅、铝的浸出率，且可以降低煅烧温度，节约能耗，将得到的硅制成硅乳液，与结晶析出的硫酸铝混合，加入的葡萄糖、纤维等在聚碳化二亚胺交联剂的存在下可以进行有效的结合，最后经过高温碳化，提高了复合材料的强度和硬度。
【IPC分类】C01B33/021, C22B21/00, C22B7/00
【公开号】CN104894395
【申请号】CN201510253582
【发明人】孙玉壮, 张海岛, 林明月, 赵珊珊, 石志祥, 孟志强
【申请人】河北工程大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月19日
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