運用鋁土礦選礦尾礦制備功能性顏填料及其應(yīng)用性能.pdf

1、分類號VDC博士學位論文密級運用鋁土礦選礦尾礦制備功能性顏填料及其應(yīng)用性能Preparationandperformanceoffunctionalpigmentsandfillersusingbauxitetailings作者姓名：盧清華學科專業(yè)：礦物材料學院(系、所)：資源加工與生物工程學院指導老師：胡岳華教授論文答辯日期叢121壺12；中南大學2011年6月答辯委員會主席。緇l摘要鋁土礦選礦尾礦具有產(chǎn)出量大、粒度細、成分復雜的特點

2、，能否對其合理應(yīng)用關(guān)系到“選礦一拜耳法”新工藝的推廣。高的鐵含量及常規(guī)除鐵法的不經(jīng)濟限制了其在耐火材料和建材中的應(yīng)用。因此，作為填料應(yīng)用于高聚物應(yīng)是一較有前景的利用方向之一。然其較深的顏色限制了其大規(guī)模應(yīng)用，故需尋找簡單經(jīng)濟的增白方法。依據(jù)鐵的磷酸鹽為白色或淺黃白色的事實，采用將磷酸與尾礦反應(yīng)再煅燒除碳的工藝流程對尾礦進行了增白處理。磷酸加入量和煅燒溫度是影響增白尾礦白度的關(guān)鍵因素。煅燒溫度對尾礦白度的影響視磷酸用量的多少而不同：在磷酸

3、用量不足的情況下，煅燒溫度對白度幾乎無影響；在磷酸用量充足的情況下，白度隨煅燒溫度的升高而增大，至550℃達到最大值7296后隨煅燒溫度的升高而降低。煅燒溫度均為550℃時，白度隨磷酸加入量的增加而增大，但增加幅度減小，磷含量達到45％時，白度基本不再隨磷含量的增加而變化。增白尾礦大部分顆粒表面由于包裹了一層磷酸鹽，顆粒表面酸堿性質(zhì)得到改善，因而對聚氯乙烯熱穩(wěn)定性影響較小，但其仍然顯著影響聚氯乙烯的熱降解及其燃燒性能。增白尾礦降低了聚氯

4、乙烯在氬氣中的降解溫度，減弱了揮發(fā)性氣體HCI及芳香族化合物苯的釋出量，增大了降解反應(yīng)的活化能及頻率因子，減少了聚氯乙烯在第一降解階段的質(zhì)量損失；增白尾礦降低了聚氯乙烯在空氣中的第一降解階段溫度和第三降解階段溫度，提高了第二降解階段溫度，減弱了有毒氣體HCI及芳香族化合物苯的釋出量，增大了各降解階段的反應(yīng)活化能及頻率因子減少了聚氯乙烯在第二降解階段的質(zhì)量損失。增白尾礦減小了聚氯乙烯燃燒時的總釋煙量、總釋熱量及質(zhì)量損失速率，縮短了聚氯乙烯

5、的引燃時間。采用干法表面化學反應(yīng)法和濕化學法對增白尾礦粉體進行了改性處理。在改性劑相同的情況下，濕法改性效果優(yōu)于干法改性效果；在其它改性條件相同的情況下，混合改性劑的改性效果優(yōu)于單一改性劑的改性效果。濕法改性中當改性劑的比例為04：16時，活化指數(shù)達到較大值80％。改性后的增白尾礦在聚氯乙烯中的分散性及界面結(jié)合狀態(tài)得到改善，對基體力學性能的影響減小。運用鋁土礦選礦尾礦和磷酸為原料，在磷鋁摩爾比為25，縮聚溫度為3000C，縮聚時間8h的