利用水镁石尾矿制备的A2级防火料及其方法

技术领域

本发明涉及防火料制备领域，具体涉及利用水镁石尾矿制备的A2级防火料及其方法。

背景技术

水镁石是自然界存在的镁含量最高的矿物，其用途十分广泛。高品位水镁石矿被用来生产耐火材料、阻燃材料、工业脱硫剂、污水处理剂等，低品位水镁石大多被弃用。水镁石尾矿的这种处理方式不仅浪费了矿产资源，同时需要占用大量的土地用以堆放。大量的堆放不仅占用土地，刮风时还会引起粉尘二次污染。

根据国家强制标准GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》，建筑材料的防火等级分为A级和B级，其中A级为不燃材料，B1级为难燃材料，B2级为可燃材料，B3级为易燃材料。近年来，因防火等级未达标而引发的火灾造成越来越严重的人员伤亡和财产损失。国家发布的防火暂行规定中要求建筑物高度50米以上的建筑，幕墙中大量用到的铝塑复合板需达到的A级防火要求。

目前，市场上主流的防火芯材使用多种高纯无机材料和有机溶剂，使用复杂生产过程制备。如中国专利CN113968693A公布的一种防火芯材及制造方法的专利中，芯材组分包含氢氧化镁、氢氧化铝、石英砂、二氧化硅、碳酸钙、苯丙、醋酸乙烯-乙烯共聚物、丙烯酸、醋丙。中国专利CN111925145A公布的一种改性无机粉体材料、制备方法及包含其的铝塑板芯材，在制备过程中发生聚合反应需在高速旋转条件下进行；中国专利CN113025025B公布的一种防火芯材及制造方法，芯材组分包含高分子基材、阻燃剂、无机填充剂、扩链剂、分散剂、润滑剂、偶联剂、抗氧剂，制备方法中需进行裂解挤出和反应挤出两步。

发明内容

针对目前水镁石利用过程中产生的尾矿量大造成的资源浪费、环境污染问题，本发明提供一种利用水镁石尾矿制备的A2级防火料及其方法。

本发明的第一目的在于循环利用水镁石尾矿，提升水镁石矿资源利用率，解决尾矿堆放带来的环境污染问题。

本发明的第二目的在于制备燃烧热值小于3MJ，断裂拉伸断裂强度大于7MPa的A2级防火料。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

利用水镁石尾矿制备的A2级防火料，以质量百分比计，包括水性乳液5％-15％，水镁石尾矿料80％-90％，5％-10％去离子水，2％-5％无机纤维，所有原料的质量份数和为100％。

进一步的，所述水镁石尾矿料的制备方法包括如下步骤：

(1)利用锤破机将水镁石尾矿加工为粒径为5-20mm的粒料；

(2)步骤(1)制备的粒料依次通过喷淋水洗区、热风干燥区除去粒料表面浮粉和表面水膜；喷淋水洗区设置上下2个喷淋管，喷淋管上布置若干喷淋头，粒料经过喷淋水洗区时边喷淋边振动，以除去表面水滴；热风干燥区设置上下热风管，热风管与热风机相连；

(3)步骤(2)中的水镁石尾矿粒料投入矿石色选机顶部料斗，通过振动器的振动，矿石粒料沿通道进入观察区，并通过传感器和白色背景板之间，在光源的作用下，根据光的强度和颜色变化，系统产生输出信号，与背景板颜色相近的矿石粒料被送入成品腔，与背景板颜色不同的矿石粒料被送入废料腔；成品腔收集的矿石粒料用于生产A2防火料，废料腔收集的矿石粒料可用于建筑工业；

(4)步骤(3)成品腔收集的粒料送至球磨机研磨成粒径100-325目的球形粉体。

进一步的，步骤(1)中所述水镁石尾矿为品相较差的水镁石矿，氧化镁含量小于20％，主要组成为氢氧化镁、二氧化硅、碳酸钙、铁的氧化物等。

进一步的，步骤(1)中所述锤破机的型号为郑矿机械PC600*400。

进一步的，步骤(3)中所述矿石色选机为三段式矿石色选机，型号为6SXL-1200KS2F。

进一步的，所述水性乳液为醋酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液。

具体的，醋酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液为WACKER PRIMIS EP1700NJG水性乳液。WACKER PRIMIS EP1700 NJG水性乳液具有中高固含量和较低粘度。其中，固含量57.0％-59.0％，密度约1.09g/cm

进一步的，所述无机纤维为玻璃纤维，石英玻璃纤维，硼纤维，陶瓷纤维，金属纤维等，优选的为长度2-5mm的废旧玻璃纤维。

利用水镁石尾矿制备A2级防火料的方法，将上述制备的水镁石尾矿料、水性乳液、去离子水、无机纤维按照比例混合均匀，即为本发明A2级防火料。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明利用水镁石尾矿制备A2级防火料。将尾矿破碎为5-20mm粒料，通过矿石色选机选取镁含量复合要求的粒料，然后将选出的尾矿粒料球磨至100-325目粉料，粉料与水性乳液、去离子水、无机纤维均匀混合，制备出燃烧热值小于3MJ，断裂拉伸强度大于7MPa的A2级防火料。

与已有的制备A2级防火料方法相比，本发明利用水镁石尾矿制备A2级防火料使用的无机原料为水镁石尾矿，不仅利用废弃资源制备了具有高端经济价值的产品，而且解决了尾矿堆放占用土地的问题和尾矿随处堆放刮风时引起的粉尘二次污染问题。因此，本发明不仅制备了A2级防火料，同时解决了废物循环利用问题和环境保护问题，具有巨大的经济效益和社会效益。

本发明制备A2级防火料所用原材料仅为水镁石尾矿、水性乳液和去离子水，相比其他制备方法，本发明的原料简单，制备工艺简洁，质量易于控制。

附图说明

图1是利用水镁石尾矿制备A2级防火料的工艺流程图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的和技术方案更清楚，下面对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例是本申请的一部分，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如无特殊说明，本发明所采用的实验方法为常规方法，所用实验器材、材料、试剂等均可从化学公司购买。

实施例1：

第一步，利用郑矿机械PC600*400锤破机将水镁石尾矿破碎为粒径10mm的粒料，粒料经喷淋水洗、振动除去表面水膜，热风干燥后进入色选机分选。

第二步，将色选分选出的粒料送入球磨机，研磨成100目的球形粉体。

第三步，以质量份计，取80份粉体，8份水性乳液，7份去离子水，5份3mm长的无机纤维投入搅拌机混合制备浆料，混合温度为120℃，搅拌速度250r/min，搅拌时间20min，混合均匀的浆料由传动网带传动输送至挤压成型机，挤压为片材。片材由传输带以2米/分钟的速度通过干燥区和辊压区，裁剪为到所需尺寸。

实施例2：

第一步，利用郑矿机械PC600*400锤破机将水镁石尾矿破碎为粒径15mm的粒料，粒料经喷淋水洗、振动除去大滴水，热风干燥后进入色选机分选。

第二步，将色选分选出的粒料送入球磨机，研磨成200目的球形粉体。

第三步，以质量份计，取80份粉体，10份水性乳液，5份去离子水，5份3mm长的无机纤维投入搅拌机混合制备浆料，混合温度为120℃，搅拌速度250r/min，搅拌时间20min，混合均匀的浆料由传动网带传动输送至挤压成型机，挤压为片材。片材由传输带以2米/分钟的速度通过干燥区和辊压区，裁剪为到所需尺寸。

对比例：

对比例中使用的水镁石尾矿未经色选机筛选。

第一步，利用郑矿机械PC600*400锤破机将水镁石尾矿破碎为粒径10mm的粒料。

第二步，将粒料送入球磨机，研磨成150目的球形粉体

第三步，以质量份计，取80份粉体，8份水性乳液，7份去离子水，5份3mm长的无机纤维投入搅拌机混合制备浆料，混合温度为120℃，搅拌速度250r/min，搅拌时间20min，混合均匀的浆料由传动网带传动输送至挤压成型机，挤压为片材。片材由传输带以2米/分钟的速度通过干燥区和辊压区，裁剪为到所需尺寸。

测试数据

利用本发明中尾矿分选方法，选出的用于生产A2防火料的产品与对比例中的产品一同进行测试，其氧化镁含量，以及按照GB/T14402和GB/T20284测试方法进行燃烧性能测试的测试数据如下：