多孔陶粒具有廣泛的用途，如輕質(zhì)混凝土的集料、保溫隔音材料、污水處理、水處理濾料等。目前生產(chǎn)上多以粉煤灰、陶土、粘土等原料制備，用鐵尾礦為原料生產(chǎn)上還沒有實(shí)現(xiàn)。我國鐵尾礦產(chǎn)生量巨大 ；我國鐵礦具有貧、細(xì)、雜的特點(diǎn)，細(xì)粒鐵尾礦占有較大的比例。

　　近年有研究者開始利用鐵尾礦為原料制備多孔陶粒，已有的報道均采用高硅尾礦作為原料，公開號為 CN102503370A 的中國發(fā)明專利公開了一種鐵礦尾礦陶粒及其制備方法，該制備方法所采用的鐵尾礦中SiO2含量為68.83% ；公開號為CN101967063B的中國發(fā)明專利公開了利用高硅細(xì)粒鐵尾礦制作的陶粒及其制作方法，該制作方法所采用的鐵尾礦中SiO2 含量高于 65%。眾所周知，硅酸鹽粘結(jié)相是決定燒成陶粒強(qiáng)度的主要成分，也是成釉的主要組分，所以，高 SiO2 含量的鐵尾礦制備多孔陶粒比較容易實(shí)現(xiàn)。但是，低 SiO2 含量的鐵尾礦為原料制備多孔陶粒，要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的陶粒質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)，如抗壓強(qiáng)度、表觀密度等，技術(shù)難度比高硅鐵尾礦要大的多。目前，還沒有報道有關(guān)利用低硅鐵尾礦制備多孔陶粒的信息。

　　我國部分鐵礦床屬于熱液夕卡鐵礦床，鐵尾礦中 SiO2 含量較小，一般低于 40%，Al2O3+SiO2含量一般低于50%，礦物易風(fēng)化、泥化，綜合利用難度較大。針對這類鐵尾礦性質(zhì)，開發(fā)以其為原料制備陶粒的技術(shù)，具有重要的意義。

　　針對上述不足，鄭州德森環(huán)境提供一種低硅鐵尾礦多孔陶粒及其制備方法，該陶粒可用于微污染源水生物過濾、污水生物處理、建筑輕質(zhì)集料等，尾礦利用率超過 75%。

　　一、低硅鐵尾礦多孔陶粒及其制備方法

　　為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所設(shè)計的一種低硅鐵尾礦多孔陶粒，所述陶粒的制備原料按重量配比包括 75~90 份低硅鐵尾礦粉或與其份量相當(dāng)?shù)凸梃F尾礦漿、5~20 份造孔劑和 1~8 份粘土，所述低硅鐵尾礦粉或低硅鐵尾礦漿中 SiO2 重量含量低于 40%，所述造孔劑的組份按重量百分?jǐn)?shù)計為 ：稻殼粉或 / 和稻草粉 50~100%、煤粉 0~20%、石灰石粉 0~35%。

　　進(jìn)一步地、所述陶粒的制備原料按重量配比包括 75~90 份低硅鐵尾礦粉或與其份量相當(dāng)?shù)凸梃F尾礦漿、10~20 份造孔劑和 3~7 份粘土 ；所述造孔劑的組份按重量百分?jǐn)?shù)計為 ：稻殼粉或 / 和稻草粉 60~80%、煤粉 5~15%、石灰石粉 15~25%。

　　再進(jìn)一步地、所述稻殼粉、稻草粉、煤粉、石灰石粉的粒徑均小于等于 0.15mm，所述粘土的粒徑小于等于 0.15mm。

　　再進(jìn)一步地、所述陶粒的成球粒徑在 6~15mm 時，所述低硅鐵尾礦粉的粒徑小于0.45mm ；所述陶粒的成球粒徑在 6mm 以下時，所述低硅鐵尾礦粉的粒徑小于 0.088mm。

　　本發(fā)明還提供了一種利用低硅鐵尾礦粉制備上述多孔陶粒的方法，該方法包括以下步驟 ：

　　1）按所述重量配比稱取低硅鐵尾礦粉、造孔劑和粘土，并分別在 105~130℃的溫度條件下干燥 2~4h，然后混合均勻，制得混合料 ；

　　2）將所制得的混合料造粒成生球，造粒過程中在生球表面噴灑重量濃度為0.5~1.0% 的工業(yè)水玻璃溶液，直至潤濕球體表面，然后在 130~160℃的溫度條件下干燥2~4h，制得干球，所述工業(yè)水玻璃的作用是使球體表面潤濕，球體內(nèi)顆粒連接更緊密 ；

　　3）將所制得的干球在 1080~1180℃的溫度條件下焙燒 40~60min，冷卻得到燒成的低硅鐵尾礦多孔陶粒。

　　本發(fā)明還提供了一種利用低硅鐵尾礦漿制備上述多孔陶粒的方法，該方法包括以下步驟 ：

　　1）將低硅鐵尾礦漿濃縮至含水重量為 30~35% 的高濃度低硅鐵尾礦漿 ；

　　2）按所述重量配比稱取高濃度低硅鐵尾礦漿、造孔劑和粘土，將造孔劑和粘土加入到高濃度低硅鐵尾礦礦漿中，混合均勻制成混合料 ；

　　3）采用脫水機(jī)對所制成的混合料進(jìn)一步脫水，使混合料中的水分重量含量降低至18~20%，獲得脫水料 ；

　　4）將所獲得的脫水料制成泥團(tuán)，再將泥團(tuán)滾圓制成生球 ；

　　5）將所制成的生球干燥后，在 1130~1150℃的溫度條件下焙燒 40~60min，冷卻得到燒成的低硅鐵尾礦多孔陶粒。

　　二、低硅鐵尾礦多孔陶粒及其制備方法的優(yōu)點(diǎn) ：

　　1、本發(fā)明提出一種以細(xì)粒低硅鐵尾礦為原料制備系列多孔陶粒的技術(shù)，產(chǎn)品分別可用于微污染源水生物過濾、污水生物處理、建筑輕質(zhì)集料等，尾礦利用率超過 75%。

　　2、本發(fā)明根據(jù)熱液夕卡鐵礦尾礦中硅含量低的特點(diǎn)，選擇稻殼粉、稻草粉作為添加劑，稻殼粉、稻草粉中含有豐富的硅質(zhì)，可以補(bǔ)充鐵尾礦中硅質(zhì)的不足。

　　3、稻殼粉或稻草粉完全燃燒溫度在 500℃ ~850℃，其熱值大約為標(biāo)煤的一半，其使用將降低煤粉的使用量，降低燃料成本 ；稻殼粉、稻草粉燃燒會留下孔隙，可以起到造孔劑的作用 ；稻殼、稻草粉燃燒時既產(chǎn)生孔隙，也產(chǎn)生硅質(zhì)液相，二者相偶聯(lián)，可以形成孔徑均勻、孔隙發(fā)達(dá)、強(qiáng)度分布均勻的孔，提高陶粒的抗壓強(qiáng)度。

　　4、如表 1 和表 2 所示尾礦細(xì)度小于 88μm 的顆粒數(shù)占總顆粒數(shù)的 71.5% 以上，SiO2低于40%。稻殼粉、稻草粉添加會降低陶粒形狀的規(guī)整度，可以通過添加細(xì)粒粘土、石灰石粉來提高陶粒形狀的規(guī)整度 ；同時，石灰石粉還具有助熔、造孔的功能，有利于降低焙燒溫度、增加液相量，從而提高陶粒強(qiáng)度和孔隙率。

　　5、根據(jù)尾礦細(xì)度和稻殼粉或稻草粉的添加量，兼顧尾礦利用率的提高，粘土添加小于 10%。在煤粉、稻殼粉或稻草粉、石灰石粉、粘土比例適當(dāng)?shù)臈l件下，制備陶粒的抗壓強(qiáng)度優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)級品的指標(biāo)，其它技術(shù)指標(biāo)合符國家標(biāo)準(zhǔn)，尾礦量使用率高于 75%。

　　三、附圖說明

　　圖 1 是鐵尾礦粉制備陶粒工藝示意圖 ；

　　圖 2 是鐵尾礦礦漿制備陶粒工藝示意圖。