陶粒的制备及其应用研究进展

本文按原料对陶粒的种类进行了划分,对比了制备陶粒的两种主要方法,并对其近年来的应用方式进行了总结,并指出了其未来的发展趋势。利用固态废料进价低、分布广、产能高等特点,制造出优良的陶粒产品,并对其进行优化、配发、开发、设备等,以降低能源消耗和成本。     

以给水厂污泥制备新型陶粒及其性能优化

随着自来水需求及处理量增加,给水厂的副产物-给水污泥产量日益增加,其最终处置急需合理解决.以给水厂污泥为主料,粉煤灰、黏土及玻璃粉为辅料,烧制陶粒,试样孔隙均匀,三维连通,可作为无土栽培、中水处理及人工湿地填料.通过单因素试验研究制备过程中原料配合比、烧结温度及烧结时间等因素对陶粒性能的影响.试验采用SEM和XRD进行了微观结构和物相分析,并确定最佳工艺参数:配合比为给水污泥60％,粉煤灰16％,黏土16％,玻璃粉8％,预热温度500℃,预热时间20 min,烧结温度1170℃,烧结时间20 min.陶粒试样表观密度1.388 g·cm-3,堆积密度0.7636 g·cm-3,吸水率23.65％,空隙率44.99％.     

利用煤矸石制备陶粒的配比和烧结制度的试验研究

以煤矸石为主要原料,采用烧结法研制陶粒.通过研究原料配比和烧成制度对陶粒性能的影响,得出制备陶粒的最佳配比为煤矸石∶粉煤灰∶混合料=80∶ 10∶10,外掺1％甲基纤维素;利用正交试验确定了煤矸石陶粒的最佳烧结制度:预热温度300℃、预热时间15 min,烧成温度1100℃、烧成时间45 min,分析表明影响陶粒吸水率的主要因素是预热时间,影响堆积密度的主要因素是烧结时间.并对产品进行了微观结构分析(SEM).     

粉煤灰陶粒制备试验研究

粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物,粉煤灰主要用于混凝土添加剂,附加值较低.为了提高粉煤灰的利用价值,本研究利用粉煤灰制备轻质高强陶粒.在1100 ℃煅烧时,粉煤灰陶粒烧结出现新物相钙长石,在1200 ℃煅烧时,石英相溶解到烧结物相中,粉煤灰陶粒烧结出现新物相普通辉石,煅烧温度控制在1100~1200 ℃范围较适宜.煅烧温度增加到1200 ℃时,筒压强度达到6.3 MPa左右,体积密度达到1.6 g/cm3左右.当P值较低时,粉煤灰陶粒的烧成温度降低,陶粒容易烧胀,当P值超过10时,粉煤灰陶粒的烧成温度过高,粉煤灰陶粒不易发生膨胀.     

煤泥制备陶粒滤料的研究

研究了煤泥烧制陶粒滤料的制备工艺,分析了制备过程中预热温度、预热时间、焙烧温度、焙烧时间对陶粒性能的影响,并对煤泥陶粒的膨胀机理进行了探讨。研究结果表明,在最佳工艺条件下制备的陶粒比表面积35.337 m2/g,堆积密度586kg/m3,吸水率48.89%,容重1 023.45 kg/m3,空隙率56%,盐酸可溶率0.54%。     

粉煤灰陶粒的制备技术及研究进展

粉煤灰是中国最大的固废污染源,对其进行高值化应用不仅能变废为宝,而且是中国经济建设中一项重要的技术经济政策,是解决中国电力生产环境污染和资源缺乏之间矛盾的重要手段。粉煤灰陶粒的制备对于粉煤灰资源化利用具有重要意义。综述了粉煤灰陶粒的制备方法及国内外研究进展,分别对焙烧法和免烧法制备粉煤灰陶粒的工艺及机理进行了详细的分析,介绍了粉煤灰陶粒目前的市场应用领域及采用的标准,同时提出了在综合利用过程中存在的问题和解决办法,并对未来的发展趋势进行了展望。     

粉煤灰高强陶粒制备研究

为了提高粉煤灰综合利用率,开发了一种以高铝粉煤灰为主要原料,赤泥为助溶剂,膨润土为粘结剂,采用高温烧结工艺制备高强陶粒的方法。通过正交试验探究不同原料配比及烧结制度对陶粒性能的影响。自制一种造孔剂,研究造孔剂添加量对陶粒性能的影响。采用扫描电子显微镜及X射线衍射仪对陶粒显微结构及物相组成进行分析。试验结果表明,在赤泥添加量为15%,膨润土添加量为5%,烧结温度1 290℃,烧结时间20 min条件下可制备出吸水率3.2%,筒压强度21.1 MPa的高强陶粒。通过调节造孔剂的添加量可以得到不同密度等级的高强陶粒产品,随着造孔剂含量增多,陶粒密度减小,强度降低,但仍能达到10 MPa以上。粉煤灰高强度陶粒的开发预期可为承重型建筑构件提供原料支撑。     

以底泥、粘土和鹅掌楸为原料制作新型陶粒的吸附特性研究

为了考察一种由底泥、粘土和鹅掌楸为原料制作新型陶粒的吸附特性,选择吸附时间、初始浓度和陶粒质量作为研究对象,用正交表L9 (34)进行正交实验.结果 表明,应选择2号陶粒作为本研究采用的最佳陶粒,其比表面积最大.随着吸附时间和初始浓度的增加,吸附容量和速率都逐渐增大.随着陶粒质量的上升,吸附容量减小,而吸附速率增大.3...     

粉煤灰高强陶粒制备研究

为了提高粉煤灰综合利用率,开发了一种以高铝粉煤灰为主要原料,赤泥为助溶剂,膨润土为粘结剂,采用高温烧结工艺制备高强陶粒的方法。通过正交试验探究不同原料配比及烧结制度对陶粒性能的影响。自制一种造孔剂,研究造孔剂添加量对陶粒性能的影响。采用扫描电子显微镜及X射线衍射仪对陶粒显微结构及物相组成进行分析。试验结果表明,在赤泥添加量为15%,膨润土添加量为5%,烧结温度1 290 ℃,烧结时间20 min条件下可制备出吸水率3.2%,筒压强度21.1 MPa的高强陶粒。通过调节造孔剂的添加量可以得到不同密度等级的高强陶粒产品,随着造孔剂含量增多,陶粒密度减小,强度降低,但仍能达到10 MPa以上。粉煤灰高强度陶粒的开发预期可为承重型建筑构件提供原料支撑。     

城市污水厂污泥制备陶粒滤料及其特性

以城市污水处理厂脱水污泥作为主要原料,添加粉煤灰和粘土烧制陶粒滤料,考察了烧制过程中各主要因素(干燥时间、预热温度、预热时间、焙烧温度和焙烧时间)对产品性能(比表面积、堆积密度和颗粒密度)的影响,最终结合正交实验确定了污泥作为主要原料烧制陶粒的最佳工艺条件. 结果表明,污泥与辅料的最佳质量配比为：污泥:粉煤灰:粘土=2:3:1,烧制陶粒的最佳工艺条件为：干燥时间1 h,预热温度300℃,预热时间20 min,焙烧温度1100℃,焙烧时间8 min,此时制得的陶粒比表面积为4.222 m2/g,堆积密度为635 kg/m3,颗粒密度为1146 kg/m3,孔隙率为22.4%,盐酸可溶率为0.18%,破碎率为0.4%.     

黄河流域沉沙池泥沙制备陶粒及其性能研究

以黄河流域某沉沙池泥沙为主要原料,煤粉为造孔剂,通过造粒煅烧工艺制备多孔陶粒,系统研究了煤粉用量、煅烧温度、煅烧时间、升温速率和预热条件等主要因素对陶粒性能的影响规律,并对陶粒样品的物相和微观形貌进行了分析。结果表明：在泥沙与煤粉质量比为9∶1、煅烧温度为1 125 ℃、煅烧时间为30 min、升温速率为20 ℃/min、预热温度为450 ℃、预热时间为40 min条件下,可制备出性能指标符合国标要求的泥沙陶粒样品（堆积密度为879 kg/m³,吸水率为5.9%,筒压强度为9.1 MPa）;所制备的陶粒表面多孔,且高温固相反应使泥沙中云母、方解石等矿相转变成石英、长石并生成玻璃相,使陶粒内部孔隙周围结构致密。     

添加脱水污泥的陶粒滤料的研制

以硅酸盐矿物为基础原料,添加城市污水厂脱水污泥和粉煤灰,通过正交试验得到工艺参数：脱水污泥a与脱水污泥b质量之比为17：8,脱水干污泥添加量20％（与硅酸盐总量比）,粉煤灰添加量20％（与硅酸盐总量比）,烧成温度900℃,保温时间9min。测得滤料的主要性能：堆积密度687kg/m^3,表观密度1440kg／m^3,比表面积3．43m^2/g,空隙率52．3％,1h吸水率12．8％,磨损破碎率〈4％。同时探讨了陶粒滤料的烧制机理以及水处理效果,结果表明该陶粒滤料具有良好的净化水质的效果。     

工业污泥烧制陶粒的工艺研究进展

分析比较了工业污泥、生活污泥和粘土类物质在化学组成、物理特性等方面的差异,综述了工业污泥烧制轻质高强陶粒现有实验室工艺技术的现状和存在的问题,提出不同工业污泥的原料配方选择仍需通过大量实验室和工业窑炉中间试验才能确定,应系统研究在工业污泥烧制陶粒的生产过程中如何防止二次污染的问题。     

污泥陶粒对镍离子的吸附规律研究

以污水处理厂产生的脱水污泥和粉煤灰、粘土为原料,研究以适宜的配比混合高温烧结制备陶粒以及其对Ni~(2+)的吸附规律。结果表明:陶粒对金属离子的吸附量随着时间增加而增加,Ni~(2+)达到吸附平衡的时间为140 min,相应的最大吸附量为0.001 64 mg/g;热力学研究结果表明:ΔG~θ0,反应是非自发的过程;ΔH~θ0,反应是放热反应;ΔS~θ0,Ni2+在陶粒上的吸附是熵减小过程,符合吸附交换理论。     

石墨烯的制备及应用的研究进展

石墨烯能够以二维晶体在有限温度下稳定存在被发现以来,对石墨烯的研究在物理、化学、材料等研究领域引起了巨大的热潮.石墨烯具有许多优异特性,它可以与金属、金属氧化物、金属化合物等结合,并在超级电容器、电极材料、电池材料、净化水域、生物医学等许多领域有着广泛的应用前景.获得结构为单层或多层性能优良的石墨烯原料是能够将石墨烯成功应用于各个领域的重要前提,因而石墨烯的制备方法是关键.本文综述了石墨烯的多种制备方法,并对这些方法的优缺点进行了分析,阐述了石墨烯的最新应用及发展前景.     

城市污泥掺量对煤气化渣陶粒性能影响

以煤气化渣为主要原材料烧制陶粒,研究了陶粒的烧结制度以及城市污泥掺量对陶粒性能、孔结构影响及微观作用机制.结果表明:陶粒烧结制度为500℃预热30 min,1100℃烧结15 min时,煤气化渣陶粒强度可达11.3 MPa,且烧结出污泥质量掺量为20％、筒压强度为6.7 MPa的轻质高强陶粒;城市污泥掺量改变了陶粒孔结...     

低硅铁尾矿陶粒烧结工艺优化试验

为提高铁尾矿循环利用的附加值,采用低硅铁尾矿制备烧结型轻质陶粒。结合低硅铁尾矿的化学成分,确定该类陶粒原材料质量比例为铁尾矿70%,膨润土20%及铝矾土10%。经成球盘制备成团球,采用正交试验进行烧结工艺参数设计,以确定合理烧结制度。试验结果表明:低硅铁尾矿陶粒最优烧结制度为预热温度400℃,预热时间20 min,烧结温度1140℃,烧结时间15 min。在该工艺条件下,低硅铁尾矿陶粒的堆积密度为705 kg·m^-3,表观密度1612 kg·m^-3,吸水率9. 67%,筒压强度6. 81 MPa,满足国家规范的要求。     

纳米陶瓷复合材料的制备方法

纳米陶瓷复合材料具有良好的力学性能和优越的高温性能等特性，是当今材料科学研究的重要课题。本文综合国内相关资料对纳米陶瓷昨合材料的制备方法作一简要评述，主要介绍纳米陶瓷复合粉体的制备方法和固体纳米陶瓷复合材料的烧结。