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；

(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。

进一步的是，所述锂辉石浮选尾矿为锂生产企业经过浮选工艺提取锂后的尾料或浸出工艺后的尾料。

进一步的是，步骤(3)中所述脱模烘干的步骤为：于电热鼓风干燥机中在60℃下烘48h，取出脱模，脱模后于120℃温度下继续烘24h，得到坯体。

进一步的是，步骤(3)中所述坯体的烧结过程为：待坯体试样冷却至室温后置于高温实验炉中常压烧结，以8℃/min速率升温至烧结温度，保温1h，烧结结束后随炉冷却至室温后取出。

本发明的上述方法通过添加低温玻璃粉、硼砂以及羧甲基纤维素钠和高岭土作为相应的粘结材料，通过湿法注模成型，克服了锂辉石浮选尾矿因粒度较大而难以成型难题，省去了原料的球磨细化过程，减少了能耗，节省了制备陶瓷材料成本。其中以高岭土和羧甲基纤维素钠为多孔陶瓷材料成型固定剂，生坯粘结材料中羧甲基纤维素钠与高岭土的重量比为1：19，大大增强了干燥后多孔陶瓷材料生坯强度，克服了多孔陶瓷材料烘干后因强度较低而导致的难脱模、易损坏问题。低熔点玻璃粉与硼砂组成高温烧结粘结剂，通过过氧化氢发泡使生坯迅速膨胀发泡，省去了催化剂二氧化锰的加入，减少了试验风险，保护了环境(二氧化锰535℃左右分解为有毒物质四氧化三猛，具有污染性)，在550～650℃之间成功制备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量，且可利用不同低温低熔点玻璃粉的熔点对高吸水率多孔陶质材料烧结温度进行选择性调控。

进一步的是，所述锂辉石浮选尾矿为锂生产企业经过浮选工艺提取锂后的尾料或浸出工艺后的尾料。

进一步的是，步骤(3)中所述脱模烘干的步骤为：置于电热鼓风干燥机中于60℃下烘48h，取出脱模，脱模后于120℃温度下继续烘24h。

进一步的是，步骤(3)中所述坯体的烧结过程为：待坯体试样冷却至室温后置于高温实验炉中常压烧结，以8℃/min速率升温至烧结温度，保温1h，烧结结束后随炉冷却至室温后取出。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)利用锂辉石浮选后尾矿为主要原料制备高吸水率多孔陶质材料，解决了锂辉石浮选尾矿难处理问题，其中锂辉石浮选尾矿占总重量比例高达65％～75％，可实现工业固废大规模资源化利用，具有明显的社会效益、环境效益、经济效益。

(2)本发明突破了高吸水率多孔陶质材料必须在高温下烧结的技术难题，针对这一难点，本发明通过添加低温低熔点玻璃粉作为高温粘结剂，并辅以硼砂按一定比例，成功在550℃、600℃、650℃温度下制备出力学性能优异的高吸水率多孔陶质材料，大大降低了陶质材料的烧结温度(一般要高于1000℃)。

(3)本发明突破了多孔陶瓷材料湿法成型难的技术难题，通过添加生坯粘结材料解决这一难题，所述粘结材料为羧甲基纤维素钠与高岭土的混合物，粘结材料中羧甲基纤维素钠与高岭土的重量比为1：19。

(4)由于所用锂辉石浮选尾矿本身具有一定粒度，这可降低高吸水率多孔陶质材料生产过程球磨能耗，辅以一种粒度更细的廉价矿物高岭土为粘结材料，这省去了高吸水率多孔陶质材料生产过程中球磨能耗，充分利用了锂辉石浮选尾矿的粒度特征，本发明通过采用湿法注模成型替代了传统的加压成型，这省去了加压成型环节，进一步减小了能耗，简化了工艺，节省了制备高吸水率多孔陶质材料成本，具有很高的经济、社会、环境效益。

(5)本发明在低温下烧结所得制品的力学性能优异，且吸水率高(最高达52％)，含孔率高(最高达57％)，该材料可应用于浴室防滑透水砖领域，保水砖领域，吸水材料领域，建筑装饰材料领域等，具有很高的经济、社会、环境效益。