用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备的陶瓷材料及其方法 【技术领域】
本发明涉及用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备的陶瓷材料及其方法。
背景技术
湿法冶金尾渣即由大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——氨浸渣和由大洋富钴结壳经酸浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——酸浸渣，这些湿法冶金尾渣目前开发利用不够，还需要进一步开发利用。
有关由大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——氨浸渣的制备工艺及其氨浸渣详见“有色金属”期刊(1997，第49卷，第三期，46～51页)中的“大洋多金属结核催化还原氨浸渣提取镍钴铜”(蒋训雄等著)的记载；由大洋富钴结壳经酸浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——酸浸渣的制备工艺及其酸浸渣详见“2001中国大洋矿产资源研究开发学术研讨会论文集(下)”(585～593页)中的“大洋富钴结壳湿法冶金方法研究“(蒋训雄等著)的记载。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种成本低廉、性能良好的用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备的陶瓷材料。
本发明的再一个目的是提供一种配方设计合理、工艺简单的用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备的陶瓷材料的方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备的陶瓷材料是以大洋多金属结核-结壳浸出渣及石英、碱性长石等为主要原料制备下述地三种产品，即陶瓷坯体、黄褐色陶瓷釉料和浅黄色熔融玻璃。
第一种陶瓷材料：一种用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备的陶瓷坯体，该陶瓷坯体是由下述质量百分数的原料混合，采用传统的制备工艺制成：
大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末 10～30质量％
石英 20～40质量％
碱性长石 10～20质量％
高岭土 20～40质量％
其中，所述的大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末为由大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——氨浸渣和/或由大洋富钴结壳经酸浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——酸浸渣。氨浸渣和酸浸渣之间的混合比例可以是任意的。
制备用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备的陶瓷坯体的方法所采用的传统制备工艺方法包括下述步骤：
(1)、按照下述质量百分数的原料进行混合：
大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末 10～30质量％
石英 20～40质量％
碱性长石 10～20质量％
高岭土 20～40％质量％
其中，所述的大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末为由大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——氨浸渣和/或由大洋富钴结壳经酸浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——酸浸渣；
(2)、将上述混合的原料加水，使其含水量为5～10质量％，进行半干压成型，成型压力30～50Mpa；
(3)、然后在100～120℃条件下干燥20～30h；
(4)、干燥后进行烧结，温度为980～1200℃，恒温30～90min，得到色调从浅灰至深褐的陶瓷坯体(颜色变化受浸出渣含量控制)。
第二种陶瓷材料：一种用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备的黄褐色陶瓷釉料，该黄褐色陶瓷釉料是由下述质量百分数的原料混合、球磨后制成，
大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末 20～28质量％
石英 20～30质量％
碱性长石 30～50质量％
三氧化二硼 10～30质量％
其中，所述的大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末为由大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——氨浸渣和/或由大洋富钴结壳经酸浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——酸浸渣。氨浸渣和酸浸渣之间的混合比例可以是任意的。
所制成的黄褐色陶瓷釉可适宜在1050～1100℃、恒温时间30～90min的条件下烧成的黄褐色陶瓷釉。
一种制备用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备黄褐色陶瓷釉料的方法，该方法包括下述步骤：
(1)、按照下述质量百分数的原料进行混合：
大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末 20～28质量％
石英 20～30质量％
碱性长石 30～50质量％
三氧化二硼 10～30质量％
其中，所述的大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末为由大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——氨浸渣和/或由大洋富钴结壳经酸浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——酸浸渣；
(2)、将上述混合的原料进行球磨，球磨后的物料达到其95％颗粒通过200方孔筛的标准，即得到黄褐色陶瓷釉料。
第三种陶瓷材料：一种用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备的浅黄色熔融玻璃，该浅黄色熔融玻璃是由下述质量百分数的原料混合，经熔化、淬冷后制成：
大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末 20～30质量％
石英 10～30质量％
碱性长石 20～50质量％
三氧化二硼 10～20质量％
其中，所述的大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末为由大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——氨浸渣和/或由大洋富钴结壳经酸浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——酸浸渣。氨浸渣和酸浸渣之间的混合比例可以是任意的。
一种制备用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备浅黄色熔融玻璃的方法，该方法包括下述步骤：
(1)、按照下述质量百分数的原料进行混合：
大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末 20～30质量％
石英 10～30质量％
碱性长石 20～50质量％
三氧化二硼 10～20质量％
其中，所述的大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末为由大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——氨浸渣和/或由大洋富钴结壳经酸浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——酸浸渣；
(2)、将上述混合的原料在1100～1300℃、恒温60～120min熔化，熔化之后在常温水中淬冷，可制得结构均匀的浅黄色熔融玻璃。
本发明的优点是：
本发明的工艺方法是以湿法冶金尾渣为主要原料，烧成温度较低，成本低廉；配方设计合理、工艺简单；制品具有良好性能，色调可以通过改变浸出渣的含量而调节；可利用现有的陶瓷和玻璃生产设备进行生产。
【具体实施方式】
实施例1用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备陶瓷坯体
(1)、按照下述质量百分数的原料进行混合：
大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末 25质量％
石英 30质量％
碱性长石 15质量％
高岭土 30％质量％
其中，大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末是由由大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——氨浸渣和由大洋富钴结壳经酸浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——酸浸渣混合而成，氨浸渣和酸浸渣各为大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末总量的50质量％。
(2)、将上述混合的原料加水，使其含水量为5～10质量％，进行半干压成型，成型压力30～50Mpa；
(3)、然后在110℃条件下干燥24h；
(4)、干燥后进行烧结，温度为1100℃，恒温60min，得到陶瓷坯体。
经检测，所制得的陶瓷坯体的其抗折强度＞30MPa，吸水率＜0.5％，硬度＞6。
实施例2用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备黄褐色陶瓷釉料
一种制备用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备黄褐色陶瓷釉料的方法，该方法包括下述步骤：
(1)、按照下述质量百分数的原料进行混合：
大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末 25质量％
石英 25质量％
碱性长石 35质量％
三氧化二硼 15质量％
其中，大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末是由由大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——氨浸渣和由大洋富钴结壳经酸浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——酸浸渣混合而成，氨浸渣和酸浸渣各为大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末总量的50质量％。
(2)、将上述混合的原料进行球磨，球磨后的物料达到其95％颗粒通过200方孔筛的标准，即得到黄褐色陶瓷釉料。
所制得到黄褐色陶瓷釉料适宜在1050～1100℃烧成的黄褐色陶瓷釉(恒温时间30～90min)。
将本实施例2所制成的黄褐色陶瓷釉料涂覆在实施例1中的未烧结的陶瓷坯体上，再进行烧结，烧结温度为1100℃，恒温60min，得到具有黄褐色陶瓷釉的陶瓷。该陶瓷的釉层的吸水率＜0.1％，表面无开裂；
实施例3 用大洋多金属结核-结壳浸出渣制备浅黄色熔融玻璃
(1)、按照下述质量百分数的原料进行混合：
大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末 25质量％
石英 25质量％
碱性长石 35质量％
三氧化二硼 15质量％
其中，大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末是由由大洋多金属结核经氨浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——氨浸渣和由大洋富钴结壳经酸浸工艺提取有价金属后的粉末状尾渣——酸浸渣混合而成，氨浸渣和酸浸渣各为大洋多金属结核-结壳浸出渣粉末总量的50质量％。
(2)、将上述混合的原料在1200℃、恒温90min熔化，熔化之后在常温水中淬冷，可制得结构均匀的浅黄色熔融玻璃。
所制成的浅黄色熔融玻璃的抗酸性良好，酸蚀率＜8％。