摘 要

金尾矿中含有较多陶瓷成分中的氧化物，如二氧化硅、氧化铝，可利用其制备陶瓷材料,但硫、铁含量高，并含微量重金属、氰化物等有害成分。本文旨在探索利用金尾矿制备烧结陶瓷砖的可行性，为实现金尾矿大宗化、无害化利用提供理论与事实依据。

本文以山东招远金矿厂的金尾矿为主要原料，配以多种矿物为辅助掺料，通过改进原料成分配比，成型制度和烧成制度，采用烧结法制备了金尾矿景观砖，并利用XRD、DTA和荧光光谱分析等测试手段研究了制得材料的化学组成、矿物组成、高温反应情况，并通过实验测得材料烧结后的溶出性、烧失率、抗压强度和吸水率，主要成果如下：

（1）对金尾矿的化学成分进行了详尽分析，发现金尾矿中含有大量SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃,主要矿物为石英、硫铁矿、钠长石及少量的硫酸钙等，通过热分析、放射性分析和重金属溶出性分析等，结果表明：以金尾矿为主要原料所制备的烧结景观砖各项性能满足国家标准。

（2）以金尾矿为主要原料，添加高岭土、莱阳土、烧滑石、透辉石、石灰石和长石，试制了坯体试样，成型性能良好，并对其物理性能和化学性能进行测试。结果表明，添加50%金尾矿的烧结砖试样在1105℃烧结后性能满足GB/T4100-2006对普通烧结砖性能的要求。

（3）对烧成制度进行探究，发现10℃/min的升温速度会使砖内出现黑心与鼓泡开裂，升温速度为5℃/min时砖体不会出现开裂，黑心情况有所减轻。

关键词：金尾矿；景观砖；无害化利用。

Abstract

The tailings contain many oxides in the ceramic component, such as silica and alumina, which can be used to prepare ceramic materials, but have high sulfur and iron content, and contain trace amounts of heavy metals, cyanide and other harmful components. The purpose of this paper is to explore the feasibility of using gold tailings to prepare sintered ceramic tiles, and to provide theoretical and factual basis for the realization of gold tailings bulk and harmless utilization.

This paper takes the gold tailings of Shandong Zhaoyuan Gold Mine as the main raw material, with a variety of minerals as auxiliary admixtures. By improving the raw material distribution ratio, forming system and firing system, the gold tailings landscape brick is prepared by sintering method. The chemical composition, mineral composition and high temperature reaction of the prepared materials were studied by means of XRD, DTA and fluorescence spectroscopy. The dissolution, burnout rate, compressive strength and water absorption of the material after sintering were measured by experiments. The main results are as follows:

(1) The chemical composition of the gold tailings was analyzed in detail. It was found that the gold tailings contained a large amount of SiO2, Al2O3 and Fe2O3. The main minerals were quartz, pyrite, albite and a small amount of calcium sulfate. Radioactive analysis and heavy metal dissolution analysis showed that the performance of sintered landscape bricks prepared with gold tailings as the main raw material meets national standards.

(2) Using gold tailings as the main raw material, adding kaolin, Laiyang soil, burning talc, diopside, limestone and feldspar, the prototype samples were prepared, the forming property was good, and the physical properties and chemical properties were tested. . The results show that the sintered brick samples with 50% gold tailings meet the performance requirements of GB/T4100-2006 for ordinary sintered bricks after sintering at 1105 °C.

(3) Exploring the firing system and found that the heating rate of 10 °C / min will cause blackening and bubbling cracking in the brick. When the heating rate is 5 °C/min, the brick will not crack, and the black heart condition will be reduced.

Keywords: golden tailings；landscape bricks；harmlessusing.

目 录

摘 要 I

Abstract Ⅱ

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 金尾矿特点 1

1.3 金尾矿国内外研究利用现状 2

1.4 烧结砖概述 3

1.5 陶瓷砖坯体制备工艺 4

1.6 陶瓷砖成型工艺 5

1.7 国内外烧结砖现状 6

1.8 研究目的与意义和研究内容 6

1.8.1 研究目的 6

1.8.2 研究意义 6

1.8.3 研究内容 7

第2章 实验方法 8

2.1 实验原料 8

2.2 实验设备 9

2.3 实验分析方法 9

2.3.1 X射线荧光分析 9

2.3.2 X射线衍射分析 9

2.3.3 热分析 10

2.3.4 放射性分析 10

2.3.5 粒度分析 10

2.3.6 重金属溶出测试 10

2.3.6 烧失率测试 11

2.3.7 抗折强度测试 11

2.4 试验工艺过程 12

2.4.1坯料制备过程 12

2.4.2 坯体成型过程 12

2.4.3坯体的烧成过程 13

第3章 结果分析与讨论 14

3.1 金尾矿特性 14

3.1.1 化学成分分析 14

3.1.2 金尾矿X射线衍射分析 14

3.1.3 尾渣放射性分析 15

3.1.4 粒度分析 16

3.1.5 重金属含量与溶出量分析 16

3.1.6 金尾矿作为主要原料的可行性分析 17

3.2 烧结砖原料配方设计 17

3.3 坯体热分析与烧失率分析 19

3.4 烧结砖X射线衍射分析 21

3.5 温度制度对烧结砖的影响 22

3.6 烧结温度对吸水率与体积密度的影响 24

3.7 烧结砖抗折强度分析 27

3.8 成品结果分析 28

第4章 结论 26

参考文献 27

致 谢 28

附录1 29

附录2 29

第1章 绪论

1.1 引言

随着社会和经济的快速发展，中国对于资源的需求量越来越大，在大量利用自然资源的同时，也对资源和环境造成了严重的破坏。矿石作为一种包含许多元素的矿物集合体，是铁、铜、铅、金等资源的重要来源，在大量开采为社会带来经济效益的同时，开采过后所剩下的尾矿则成为了看似没有价值的废弃物而随意丢弃，这些尾矿的堆积同时也对环境造成了严重影响。

我国金矿厂主要采用氰化提金的方法，使用氰化物置换出金来提取黄金，开采矿厂所产生的金尾矿大量堆积，金尾矿中含有少量重金属如Pb、Ni、Ce，剧毒氰化物及其他有害物质，长期堆积不仅浪费大面积的土地，还会对矿区周围环境造成严重污染。尽管金尾矿已经经过多次精选提炼，但尾矿中非金属矿物含量超过80%，拥有很高的开发利用价值。