【导语】
在科技飞速发展的浪潮中,苏州非矿院步履不停,攻克重重科研技术难关,取得了一系列突破性成果。从选矿工艺优化到绿色技术创新,每项成果都为公司发展添能,为行业进步助力。本系列报道将深入科研一线,带您了解这些科技成果背后的创新故事,见证科技如何改变产业,赋能未来!敬请关注!
我国石墨尾矿存在着体量大、综合利用量小、产品附加值低、综合利用水平不高、缺乏规模化和高值化利用系统研究等亟待解决的问题。苏州非矿院依托“十三五”国家重点研发计划项目成功研发出“石墨尾矿梯级利用技术”,通过对石墨尾矿原料特征和高温热行为规律的研究分析,开发了石墨尾矿高掺量利用技术、功能化利用技术、高值化利用技术,实现对石墨尾矿进行梯级利用,消纳石墨尾矿,缓解企业尾矿库压力,助力石墨产业可持续发展。
——梯度保温成型技术
采用干法除杂工艺和多段保温煅烧工艺两种方法,对石墨尾矿基陶瓷砖的制备工艺进行优化,开发了石墨尾矿基陶瓷砖梯度保温成型技术,石墨尾矿掺量达到65%以上,实现了石墨尾矿高掺量利用。
——均匀发泡成型技术
利用石墨尾矿中的残余石墨等作为发泡剂,通过石墨尾矿基发泡材料配方试验和工艺优化研究,开发了石墨尾矿基均匀发泡成型技术,制得石墨尾矿基发泡陶瓷材料,表观密度达540~600g/cm3、抗压强度达7.80~9.99MPa。
——复合改性制备技术
通过引入Al2O3和BaCO3作为Al源和Ba源对石墨尾矿进行组分复配,在此基础上,采用Sr2+、TiO2对石墨尾矿进行掺杂改性,进一步对复配原料的高温矿相进行调控,开发了石墨尾矿掺杂改性制备技术,制备出微波介质陶瓷材料,实现了石墨尾矿高值化利用。
石墨尾矿在陶瓷砖、发泡陶瓷、微波介质陶瓷领域进行了应用评价推广,应用性能良好;并在黑龙江鸡西市完成成果转化,建设了石墨多源固废综合利用1万吨级示范工程。
——石墨尾矿高掺量制备仿古陶瓷:65%以上由尾矿组成,破坏强度达到1091N、断裂模数达到29.1N/mm2,达到国家标准《陶瓷砖》(GB/T 4100-2015)中对瓷质砖的性能要求。
图 石墨尾矿基陶瓷砖
——石墨尾矿功能化应用发泡陶瓷:具有保温作用,导热系数为0.18W/m·K,抗压强度为9.99MPa、导热系数为0.18W/m·K,达到《发泡陶瓷隔墙板》(T/CBCSA-2019)的性能要求。
——石墨尾矿高值化利用微波介质陶瓷:介电常数为9.42,Q×f值为26858GHz,谐振频率温度系数为2ppm/℃,可以满足GPS天线、介质谐振器、介质滤波器等微波元器件的应用需求,具有极大的潜在应用价值。
图 石墨尾矿基发泡陶瓷
石墨尾矿梯级利用技术可大幅度提高固废消纳量、降低产品生产成本,具有大规模推广应用价值,市场前景广阔。苏州非矿院凭借该技术,已申请发明专利7项,获专利授权3项;获得中国非金属矿工业协会科学技术一等奖。
面对石墨尾矿堆存压力与建材、电子行业持续增长的材料需求,本技术已展现出强大的固废消纳能力和市场适用性。未来将在拓展示范规模、提升处理能力的基础上,持续探索仿古砖、隔墙板、微波陶瓷等更多应用场景,挖掘石墨尾矿潜力,助力行业绿色低碳转型。
苏州非矿院研发的石墨尾矿梯级利用技术,以创新工艺实现固废高值、高效资源化,成功通过示范工程验证,成效显著。该技术不仅开辟了资源循环利用新路径,更是践行“绿水青山就是金山银山”理念的生动实践,为经济与生态协同发展提供有力支撑,为我国可持续发展目标注入科技动力。