煤矸石在堇青石蜂窝陶瓷催化剂载体中的应用与研究

董青石蜂窝陶瓷具有极低的热膨胀系数、较好的抗热震性、较高的化学稳定性,是优良的汽车净化器催化剂载体材料。煤矸石主要成分为SiO₂和Al₂O₃,在陶瓷行业的利用一直是本领域研究的热点。以山西煤矸石为主要研究对象,通过对采用不同化学组成、粒度分布和微观形貌的煤矸石制备的堇青石蜂窝陶瓷载体样品热膨胀系数进行测定,考察了煤矸石对堇青石蜂窝陶瓷性能的影响。结果表明：不同化学组成的煤矸石制得的蜂窝陶瓷越接近堇青石的理论组成51.4wt.%SiO₂、34.9wt.%Al₂O₃、13.7wt.%MgO,热膨胀系数就越低。随着煤矸石颗粒越细,堇青石蜂窝陶瓷的热膨胀系数越低,选用250目煤矸石原料粉末时,热膨胀系数为1.662×10^-6℃^-1。采用微观形貌为片状的煤矸石粉末比用球形的煤矸石粉末制得的堇青石蜂窝陶瓷热膨胀系数更低。     

氧化钙对煤矸石粉末陶瓷涂层耐蚀性的影响

本文采用含多种氧化物的煤矸石粉末,以加钙活化的煤矸石和未加钙的煤矸石两种配方为涂层骨料,用热化学反应法在Q235钢表面制备陶瓷涂层.通过XRD分析球磨前后粉体及陶瓷涂层的相结构,并分析涂层的抗热震性和耐蚀性能.结果表明,通过热化学反应法制备煤矸石陶瓷涂层是可行的,制备过程中产生Al6Si2O13、Al2 SiO5、AINi、CaAl2 Si2O8及玻璃新相.涂层的性能比基体有了很大的提高,其中煤矸石陶瓷涂层的耐酸、碱、盐性分别提高4.31倍、2.08倍、2.06倍;加钙煤矸石陶瓷涂层分别提高9.79倍、2.38倍、2.86倍.     

利用煤矸石制备泡沫陶瓷的研究

以煤矸石为研究对象,利用XRD和XRF技术,研究了煤矸石的矿物组成和化学成分.以煤矸石和低品位铝矾土为主要原料,长石作为助熔剂,振实成型后在1 200℃下焙烧成泡沫陶瓷.结果 表明,当原料中煤矸石的含量为61wt％时,所制备泡沫陶瓷的基本性能为:导热系数0.059 W/(m·K)、体积密度118.6 kg/m3、体积吸水率1.3％、抗压强度1.3 MPa、抗折强度1.4 MPa.利用煤矸石制备泡沫陶瓷,为煤矸石综合利用提供了一条可行的途径.     

利用煤矸石制备堇青石多孔陶瓷

为了综合利用煤矸石,以煤矸石、滑石等为原料,按堇青石的理论组成配料,分别外加质量分数为0、5%、10%、15%、20%的活性炭粉为造孔剂,在1 400℃下分别保温3和6 h烧结后制备了堇青石多孔陶瓷,通过检测显气孔率和常温抗折强度及其显微结构分析探讨了其合成工艺制度。结果表明:利用煤矸石为主原料,外加5%(w)的活性炭为造孔剂,在1 400℃下保温6 h可以合成性能优良的堇青石多孔陶瓷。所合成的堇青石多孔陶瓷的抗折强度为29.1 MPa,显气孔率为39.8%;显微结构分析显示,该多孔陶瓷中以堇青石相为骨架,内部形成了贯通气孔的多孔结构。     

煤矸石中杂质含量对堇青石多孔陶瓷烧结与性能的影响

通过不同酸浸处理时间控制煤矸石原料中的杂质含量,研究煤矸石原料中杂质含量对有机海绵浸渍法制备的多孔堇青石陶瓷烧结过程和性能的影响.通过X射线衍射分析和扫描电镜研究了烧结过程中的物相结构的演变及微观结构变化等特性.并考察了酸浸处理时间和烧结温度对多孔陶瓷样品的显气孔率和抗压强度影响.结果表明,使用酸浸处理后的煤矸石为原料制备的多孔堇青石陶瓷气孔率和抗压强度均显著增加,1200℃下,使用未经酸浸的煤矸石制备的多孔堇青石陶瓷,气孔率为73.69％,抗压强度为2.23 MPa;而酸浸处理8h后,陶瓷样品的气孔率保持在78.78％,抗压强度提高至3.33 MPa.讨论了酸浸处理对煤矸石原料中起烧结助剂作用的杂质含量的调控以及杂质含量对物相形成和陶瓷性能的影响规律.煤矸石原料中这些杂质的存在也降低了堇青石陶瓷的烧结温度.     

煤矸石陶瓷彩釉砖的研制

本文着重对潍坊五井煤矿煤矸石废料的理化性能和工艺性能进行了理论分析和研究，从中选择出了适合于生产陶瓷彩釉砖的煤矸石种类，并通过大量的配方试验，研制出了煤矸石用量选80％的陶瓷彩釉砖素坯，以及与之相适应的各种颜色釉。从而使煤矸石变废为宝，取得了较好的经济效益和社会效益。     

煤矸石资源化再利用研究

介绍了硅质煤矸石和高岭质煤矸石在陶瓷、耐火材料和水泥中的应用.硅质煤矸石用于制备β-SiC和莫来石,高岭质煤矸石也应用于SiC,Al2O3-SiC,Sialon系列粉末、多孔质材料、堇青石和其他耐火材料.煅烧过的煤矸石具有火山灰活性,可用作水泥的掺混料.热活化和化学活化相结合是提高煤矸石基水泥的强度的一种有效方法.     

用工业尾矿等研制新型生态建材--环保陶瓷生态砖

本课题以石墨尾矿、煤矸石等工业尾矿为主要原料研制新型生态建材——环保陶瓷生态砖。讨论了石墨尾矿加入量、煤矸石加入量、烧结助剂等对环保陶瓷生态砖制备工艺及性能的影响。并制备出性能指标达到国外标准的样品。     

热处理工艺对煤矸石玻璃陶瓷三点抗弯强度的影响

本文采用正交试验法系统考察了煤矸石玻璃陶瓷制备过程中各因素对材料三点抗弯强度的影响,得出了最佳的热处理工艺条件,为获得具有实用价值的CaO-MgO-Al2O3-SiO2系统煤矸石玻璃陶瓷提供了有益的参考。     

煤矸石釉面砖 外墙砖研制

前言煤矸石是煤碳生产中排出的废渣,约占原煤产量的20～30％左右,大量的煤矸石堆积如山,不仅侵占了大量的土地,而且严重的污染了农田水质,泛滥成灾。根据国家提倡的“废物利用”的方针,用煤矸石生产陶瓷产品,已引起陶瓷界的高度重视,而我省陶瓷企业绝大多数均采用质地较优的高岭土     

煤矸石制备多孔发泡陶瓷基多孔自保温砌块的研究

本文以煤矸石等作为主要原料,通过超微细化、发泡控制、温度场调控、多层烧成的技术手段,低能耗、低成本制备发泡陶瓷建筑墙体材料,实现了煤矸石固废资源化利用(在原料中的掺入比例≥70%)及煤矸石的潜热利用(提供烧成过程40%以上的热能),为煤矸石的无害化、资源化利用提供了一条重要出路的同时解决多孔陶瓷生产成本高的瓶颈,并开发了具备优异保温性能(导热系数≤0.10W/m·℃)和力学性能(抗压强度≥4.2MPa)的新型绿色自保温墙体材料,具有非常显著的经济社会效益。     

煤矸石在高温材料中的应用研究进展

围绕煤矸石在高温材料领域的应用和研究现状,概述了煤矸石的分类、化学组成及主要矿物成分高岭石的结构特征.分析了煤矸石经过氧化和非氧化气氛下的高温煅烧过程和反应机理,可以充分利用煤矸石中Al2O3、SiO2、有机碳三种主要成分合成耐火材料和陶瓷.阐述了煤矸石通过碳热还原氮化反应合成Saloon材料及其Sialon复相材料的研究成果和进展,为煤矸石的综合利用、提高产品附加值和品位提供了一个重要途径和研究方向.     

煤矸石制备环保建筑材料资源化再利用研究进展

煤矸石是煤炭开采过程中所产生的一种固体废渣，一直备受世界各国的关注和重视。煤矸石主要化学成分为氧化铝和二氧化硅，与天然铝硅系原材料组成非常接近，因此大部分煤矸石被用来制备新型建筑材料，已成为煤矸石资源化利用的主要途径。本文综述了利用煤矸石制备环保建筑材料，总结其制备建筑用砖、再生轻骨料、水泥、混凝土及陶瓷等建筑材料的最新研究进展，同时展望了煤矸石材料的应用前景。     

管式煤矸石—石英基陶瓷支撑体的制备研究

以石英砂和煤矸石为主要原料，采用模压成型法制备管式煤矸石—石英基陶瓷支撑体。通过XRD、SEM、三点弯曲法、压汞法、质量损失法和自制装置对陶瓷支撑体的物相组成、显微结构、抗折强度、孔径、耐酸碱腐蚀性、纯水通量等进行表征和测试。考察了原料配比、烧结温度、保温时间等因素对陶瓷支撑体性能的影响。实验结果表明：原料配比石英砂∶煤矸石∶钾长石∶羧甲基纤维素钠∶碳酸钠∶四硼酸钠=53.5∶30∶5∶5∶4∶2.5，在烧结温度850℃、保温时间30 min条件下，可制备气孔率40%、抗折强度9.17 MPa、孔径25μm、耐酸腐蚀质量损失率1.1%、耐碱腐蚀质量损失率3%、纯水通量100.7 m³·m^-2·h^-1·bar^-1的低成本管式煤矸石—石英基陶瓷支撑体。     

煤矿废弃物泡沫隔热陶瓷的组成结构及物性一体化设计

通过实验研究原材料配比对泡沫隔热陶瓷性能的影响,并借鉴三元相图的分析方法,设计由煤矸石+页岩、滑石、抛光渣用量组成的三元相图,探索材料的组成结构及性能一体化设计途径。研究表明,煤矸石+页岩用量(煤矸石与页岩的比例为4∶1)、滑石用量和抛光渣用量分别控制在65~70%、10~15%和20~25%,制备出的泡沫隔热陶瓷表观密度小于1 g/cm~3,孔隙率大于50%且吸水率小于1%。     

利用当地原料制备陶瓷薄板的工艺研究

陶瓷薄板是一种由粘土和其它无机非金属原料,经配料、成形、高温煅烧等工艺制成的薄型陶瓷制品。本研究的陶瓷薄板以煤矸石为主要原料,通过传统陶瓷的生产工艺制备。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和阿基米德原理研究了样品的物相组成、显微结构、体积密度和吸水率。结果表明,当原料组成为:苏州土8%、大同土12%、长石20%、煤矸石60%时,所制得的陶瓷薄板试样中含莫来石晶相最多,其抗折强度最高为100MPa左右,厚度为3~6mm,比普通陶瓷板薄了5~6mm。     

氧化铁和发泡剂对煤矸石闭孔发泡陶瓷的性能影响

以固体废弃物煤矸石为主要原料,采用粉料坯体发泡法制备闭孔发泡陶瓷,探讨了氧化铁和发泡剂掺量对发泡陶瓷性能的影响。结果表明:氧化铁掺量对发泡陶瓷容重、抗压强度和导热系数影响较大;发泡剂掺量对发泡陶瓷孔径大小、孔的均一性具有显著影响。在外加6 wt%氧化铁的前提下,发泡剂掺量为1.8~2.0 wt%时,可烧制出容重较低,孔径大小适中,保温隔热性能较好的发泡陶瓷。最终以煤矸石掺量为60 wt%的坯料烧结出容重为170~270 kg/m3,抗压强度为1.24~3.71 MPa,导热系数为0.06~0.09 W/(m·k)的发泡陶瓷。     

煤矸石-粉煤灰基发泡陶瓷的制备与性能研究

以北方某地区煤矸石、粉煤灰作为主要原料,以膨润土、废小苏打作为辅料,碳化硅微粉作为发泡剂,采用粉料堆积法制备了发泡陶瓷板材。对煤矸石、粉煤灰、发泡剂的加入量以及烧成制度进行了研究。结果表明:煤矸石、粉煤灰的加入量分别控制在35%和40%,膨润土5%,废小苏打2%,石英石18%,烧成温度1180℃保温30min可以制得性能优异的发泡陶瓷,其体积密度503 kg/m~3,抗压强度8.35 MPa,孔隙率65.3%,表观孔径0.5～1 mm。     

煤矸石陶瓷墙地砖的制备工艺研究

本试验以煤矸石为主要原料制备出陶瓷墙地砖。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和阿基米德原理研究了样品的物相组成、显微结构、体积密度和吸水率。结果表明,煤矸石陶瓷墙地砖主要由玻璃相组成。并含有石英和莫来石晶相,其吸水率、体积密度、气孔数量和尺寸均随烧成温度的改变而改变。根据试验结果分析,1200～1240℃是较为适宜的烧成温度范围。     

晶化时间对煤矸石微晶玻璃性能的影响

本试验在正交实验方法获得煤矸石微晶玻璃最佳组成的基础上,采用DTA、XRD、SEM等手段系统考察了晶化时阍对煤矸石微晶玻璃3点抗弯强度的影响,在对试验进行分析后得出最佳的热处理工艺条件的最佳,为获得具有实用价值的CaO—MgO—Al2O3-SiO2系统煤矸石玻璃陶瓷提供了有益的参考。