玻璃配比对尾矿—粉煤灰微晶玻璃的影响 毕业论文 - 图文(2)

内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）

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第一章 文献综述

1.1用白云鄂博尾矿和粉煤灰制作微晶玻璃的可行性

尾矿的组成及含量如下表1.1：

表1.1 尾矿的化学成分（wt%）

组分 含量 SiO2 15-20 CaO 30-40 Al2O3 6-10 Fe2O3 5-10 MgO 5-10 Na2O+K2O 0.5-2 其它 3-5 损失 3-7 粉煤灰的化学成分如下表1.2： 表1.2 粉煤灰的化学成分(wt%)

组分 含量

SiO2 45-50

CaO 2-5

Al2O3

Fe2O3 MgO 2-5

TiO2 2-4

其它 3-7

烧失量 2-7

25-35 2-7

制备玻璃的原料必须含有玻璃的基本化学成份,如SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。从表1.1、表1.2白云鄂博尾矿、粉煤灰的成份含量分析知, 白云鄂博尾矿中钙、铁、稀土的含量高，而粉煤灰中硅和铝的含量较高，白云鄂博尾矿和粉煤灰的这种成分特点对于制备建筑微晶玻璃正好可以相互补充，用其制备玻璃从理论上是可行的。但若仅用这两种原料,其配合料中Fe2O3和Al2O3含量必定偏高, Fe2O3可使玻璃析晶倾向增大,降低熔制质量,Al2O3熔点高(2070℃)使配合料难熔化,势必提高能耗,所以选择原料时既要使SiO2成份达到一定含量能形成玻璃网络结构,又要使组成中Fe2O3、CaO和Al2O3含量符合工艺要求,因此,还必须选用辅助原料如SiO2等改善料性,提高微晶玻璃的力学性能。从原料配比知,配合料中白云鄂博尾矿、粉煤灰比例都较大,由它们引入的铁、稀土可作为晶核剂。

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1.2用白云鄂博尾矿和粉煤灰制作微晶玻璃的优点

1.2.1我国尾矿基本现状及综合利用情况

尾矿废渣是在冶金、采矿以及其它工业生产过程中所排放出来的固体废弃物，其主要成分为SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。尾矿是一种典型的再生资源，一方面它由于现有的技术无法实现经济、高附加值应用而暂时被闲置；另一方面，由于其固有的物质资源特性，它还可能作为生产其它产品的原料。随着工业化生产的不断扩大，尾矿的排放也以惊人的速度增加。这些尾矿不仅占用大量的土地资源，还造成环境污染，如尾矿中可溶性重金属离子随地表径流而渗透到水体中去，造成极大的环境灾害，因此必须加速对这类再生资源的综合利用[1]。

再次从尾矿中回收有价金属和矿物已是尾矿综合利用途径之一。然而以提取有价金属和矿物为目的的二次选尾矿处理工艺对处理后产物中残留的微量的有价金属和可利用的矿物已无能为力，同时仍然会产生大量的废弃物，无法实现尾矿的全面高效利用。如果任其堆存废弃，必然要浪费这些宝贵的资源，还会对生态环境还会造成极大的危害。因此，对二次选后尾矿的整体利用是解决尾矿零排放，实现其高附加值利用的重要途径，加强尾矿整体利用的研究开发工作具有重要的环保意义和社会效益。 1.2.2粉煤灰基本现状及综合利用情况

粉煤灰是钢厂、电厂等所有使用燃煤锅炉企业排放的另外一种常见的工业废弃物。仅2009年中国粉煤灰产量达到3.75亿吨，其体积可达到4.24亿立方米，为避免其对环境的污染，多数企业对粉煤灰进行收集，然后再进行处理。根据处理方式的不同，可分为干收干排、干收湿排和湿收湿排等方式。一般称采用干收干排方式得到的粉煤灰为干排灰，可被用于制作水泥、烧结砖等。以收湿排和湿收湿排方式得到的粉煤灰统称为湿排灰。然而，由于其中的CaO等主成分已经和水发生了化合反应，且碳量、细度、化学组成不定，难以直接利用于生产水泥等方面，只能用于筑路、填充等用途，或直接采用集中露天堆放的形式进行处理。湿排粉煤灰不但需要大量用水、占用大量的土地，而且还会严重的威胁堆放地及周边地区的环境。为此，已经有学者或企业开始着手研究粉煤灰的综合利用问题。如利用粉煤灰开发新型墙体材料方面取得了一定的进展。然而，

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由于技术创新体系尚未成型，企业技术开发投入不足、一些产品标准没有列入工程建设使用范围，不能顺利进入建筑领域，使粉煤灰产品的应用数量受到了限制[2]。

为解决二次选后尾矿和粉煤灰的综合利用问题，国内外的许多学者及研究机构开始尝试研究以上述两种工业废弃物为主要原料制备微晶玻璃，近年来研究表明干排、湿排粉煤灰均可作为原料用来制备微晶玻璃，这样势必拓宽了粉煤灰的应用领域，增加了粉煤灰综合利用的经济和社会价值。

1.3微晶玻璃的性能、应用与研究现状

1.3.1微晶玻璃简介 1.3.1.1微晶玻璃

微晶玻璃是把加有晶核剂或不加晶核剂的特定组成的玻璃在可控条件下进行晶化热处理而制备的一种微晶相和玻璃相均匀分布的复合材料。做晶玻璃具有优良的力学、热学 、电学和化学性能．在国防、航空航天、电子 、化学 、生物/医学、机械工程和建筑等领域得到了广泛应。 1.3.1.2微晶玻璃成分

对微晶玻璃来说，它的结构由材料的组成和热处理工艺共同决定。其中组成对玻璃析晶性能和主晶相的形成有着很大的影响，对微晶玻璃的内部结构起到决定性的作用。随着成分的变化，微晶玻璃结构及性能发生改变。

微晶玻璃的主要成分有：Si、Ca、Mg、Al等。 1.3.2制备工艺 1.3.2.1熔融法

熔融法是最早的微晶玻璃的制备方法，至今该法仍是制备微晶玻璃的主要方法。其工艺流程为：将适量的晶核剂和玻璃原料充分混均得到玻璃配方料，将配料在高温下熔制得到熔融玻璃液，待其澄清均化后进行成型，经退火后在一定的热处理制度下进行核化和晶化，就可获得晶粒细小、结构均匀、致密的微晶玻璃。其中，晶核剂的选择和热处理制度的确定是微晶玻璃生产的技术关键。该方法与传统陶瓷成型工艺相比，成型速度快，效率高。但熔融法制备微晶玻璃熔制温度过高，通常都在1400℃—1600℃，能

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耗大;热处理制度在现实生产中难于操纵控制，晶化温度高，时间长，现实生产中难于实现。 1.3.2.2烧结法

烧结法制备微晶玻璃工艺可以说是玻璃熔制、陶瓷烧结、天然石材加工工艺的有机结合，是国内目前微晶玻璃生产中比较常用的方法。该方法熔融时间短，温度低，能耗低，一般不用晶核剂，原料成本低，生产工艺繁杂但生产过程易于控制，易于自动化生产，生产技术已趋于成熟，制品厚度及规格可变，色彩丰富，市场适应性好。但制品容易产生气泡，孔隙率有时偏高;生产异型板材受限制[3]。 1.3.3微晶玻璃的生产与应用

进入二十一世纪，微晶玻璃的生产在我国开始进入鼎盛时期。2003年，在佛山就有7家企业生产烧结法微晶玻璃通体板，如朗隆、黄金屋、荣冠等。此外国内的汕头、茂名、揭阳、深圳、天津、南京、内蒙古、沈阳等地都有较大规模的生产和销售。2006年以后，由于能源紧缺以及化工原料的价格上涨，尤其是氧化锌的价格飞涨，导致部分沿海企业停产或限产[4]。

2001年，微晶玻璃陶瓷复合板真正走向了产业化，北京德然陶瓷技术有限公司在河南安阳大方陶瓷有限公司实现了一次烧微品玻璃复合板的专利技术产业化。2003年，北京德然陶瓷技术有限公司以及佛山部分熔块厂家对微晶玻璃陶瓷复合板的全面推广，微晶玻璃陶瓷复合板的发展出现了新的局面，并在2005年达到顶峰。2010年后，大部分厂家又开始将微晶玻璃技术与西班牙抛光玉石技术相结合，开发新的微晶玻璃，其特点是：将丝网印花、 …… 此处隐藏：1681字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……