系列赤泥質(zhì)陶瓷清水磚的研究.pdf

1、由于大量堆積并不斷增加的各種工業(yè)固體廢棄物對人類環(huán)境破壞的日益加劇，固體廢棄物的處理變得越來越重要。本研究以氧化鋁工業(yè)的固體廢棄物赤泥為主要原料，以粉煤灰、煤矸石和頁巖等為主要輔助原料，并加入一些改善材料成型及燒成性能的添加劑，分別采用半干壓成型和真空擠出成型兩種技術(shù)，制備了性能優(yōu)良的系列赤泥質(zhì)陶瓷清水磚，實現(xiàn)了對多種工業(yè)固體廢棄物的綜合開發(fā)和利用。 利用TG-DTA、SEM、XRD和XRFA等測試手段，分析了工業(yè)固體廢棄物赤泥

2、、粉煤灰、煤矸石和低品位粘土頁巖的特性、微觀形貌和物相組成。結(jié)果表明，赤泥作為清水磚的主要原料，其組成中SiO<,2>和Al<,2>O<,3>含量低而CaO含量高，不滿足制磚的化學(xué)組成要求；而從化學(xué)組成上看粉煤灰、煤矸石和頁巖則滿足制磚的要求。 采用TG-DTA、SEM、XRD和EPMA等測試方法，對赤泥質(zhì)陶瓷清水磚樣品的性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析測試。結(jié)果表明，赤泥的添加量超過70％時，樣品性能大幅下降。通過調(diào)節(jié)其它原料比例制備

3、出了性能較好的赤泥質(zhì)清水磚，典型配方L-4于1080℃下燒成樣品的吸水率Wa為21.50％，氣孔率Pa為38.56％，體積密度D為1.79g/cm<'3>，抗折強度為σ<,b>為33.93MPa，抗壓強度σ<,c>為86.95MPa(>MU30)，熱導(dǎo)率λ為1.333×10<'-2>W·cm<'-1>·K<'-1>(<5×10<'-2>W·cm<'-1>·K<'-1>)，抗凍融性為66.35MPa。在改進(jìn)的陶瓷清水磚配方燒結(jié)法赤泥-拜耳

4、法赤泥系統(tǒng)探索中，在加入了添加劑后，赤泥的含量達(dá)到了90％。典型配方BN-7于1120℃下燒成樣品的Wa為15.67％(<20％)，Pa為24.69％，D為1.58g/cm<'3>，σ<,b>為47.11MPa，σ<,c> 為122.68MPa(>MU30)，抗凍融性為118.65MPa，λ為2.193×10<'-2>W·cm<'-1>·K<'-1>。半干壓成型制備的赤泥質(zhì)陶瓷清水磚樣品的各項性能參數(shù)達(dá)到或超過了燒結(jié)普通磚GB5101-

5、2003的各項指標(biāo)參數(shù)。 對陶瓷清水磚進(jìn)行了系統(tǒng)的擠出成型實驗研究。重點討論了擠出成型對坯料化學(xué)組成的基本要求、泥料的可塑性研究、空心磚坯體的干燥機理、影響空心磚保溫性能的因素以及在擠出實驗中遇到的問題及解決方案等問題。實驗發(fā)現(xiàn)，陳腐時間為2d坯料的可塑性最好，可塑性指標(biāo)達(dá)2.0～3.7cm·kg；加入增塑劑能提高泥料的可塑性指標(biāo)，多孔磚的選型對其強度和保溫性能的影響明顯等，并制訂了合理的赤泥質(zhì)陶瓷燒結(jié)空心磚的坯體干燥溫度制度和

6、燒成制度。制備出的三孔空心磚的抗壓強度達(dá)到了16.36MPa，超過了國家MU10的空心磚強度標(biāo)準(zhǔn)。 對赤泥陶瓷清水磚反應(yīng)機理探討發(fā)現(xiàn)，在燒結(jié)法赤泥制備陶瓷清水磚系統(tǒng)中，由于CaO含量較高，這一系統(tǒng)在高溫?zé)芍须m有Al-Si尖晶石中間相(生成莫來石的中間相)生成，但傾向優(yōu)先生成含鈣礦物如鈣長石、硅灰石等。而在燒結(jié)法一拜耳法赤泥系統(tǒng)中，由于CaO含量降低，這一系統(tǒng)中主晶相為石英，雖也有鈣長石生成，但已出現(xiàn)添加劑H脫水產(chǎn)物頑火輝石，又