利用废旧电池回收产生固废协同建筑弃土制备陶瓷砖的试验研究

利用废旧电池回收产生固废、建筑弃土替代粘土制备陶瓷砖。探究废旧电池回收产生固废掺入量、烧结温度、烧结时间等对陶瓷砖的吸水率、体积密度及抗压强度的影响,并结合X射线衍射仪(XRD)分析陶瓷砖的晶体结构。研究结果表明:在成型压力25 MPa、铁铝矾渣掺量30%、废石墨粉掺量3%、烧结温度950℃、保温时间90min的较优条件下,制备出陶瓷砖体积密度为1.46 g·cm~(-3)、吸水率15%、抗压强度 20 MPa,满足国家建材标准(GB/T 4100-2015)陶质砖的要求。     

热处理温度对利用电解锰渣和页岩制备发泡陶瓷的影响

以贵州铜仁某厂电解锰渣和铜仁页岩为主要原料,SiC为高温发泡剂制备高温发泡陶瓷,研究了热处理温度对发泡陶瓷的膨胀率、体积密度、吸水率、气孔率及物相的影响。实验结果表明:电解锰渣的添加量为60%,页岩为20%,热处理温度为1170℃样品性能最佳,体积密度为0.33 g/cm~3,吸水率222.79%,气孔率为73.52%,厚度发泡率为118.15%,主晶相为辉石。研究发现配方中氧化铝和氧化硅的含量对发泡陶瓷的膨胀率和体积密度影响显著,氧化铝和氧化硅含量较低时能在较低温度下制得发泡陶瓷。研究为电解锰渣的资源化综合利用探索了一条新途径。     

混料含水率对电解锰渣免烧砖性能的影响

以电解锰渣、水泥、骨料和水为主要原料制备电解锰渣免烧砖,在成型压力为10 MPa,水泥、骨料添加量分别为23％和25％的条件下,研究混料含水率对电解锰渣免烧砖各项性能的影响.结果 表明:混料含水率从20％增加至40％时,电解锰渣免烧砖抗压、抗折强度均先增大后减小,体积密度基本保持不变,线收缩率先减小后增大最后趋于稳定,吸水率和饱和系数总体先减小后增大.最适宜混料含水率为30％,此时砖样抗压、抗折强度均满足国家免烧砖MU10标准规定,其他性能参数均符合国家免烧砖一等品要求.     

电解锰废渣-废陶瓷磨细粉制备再生陶瓷砖

以电解锰废渣、废陶瓷磨细粉制备再生陶瓷墙地砖.以抗压强度、吸水率、气孔率、体积密度为主要参考指标,研究再生陶瓷墙地砖的最佳配合比及最佳烧成制度,探讨烧成制度对其性能的影响.结果表明:影响再生陶瓷墙地砖性能的主要因素由大到小依次为烧成温度、保温时间、成型压力.随着烧成温度的提高,样品抗压强度先增大而后降低,吸水率先降低后增大.再生陶瓷墙地砖的最佳配合比为10％电解锰废渣、90％废陶瓷磨细粉.最佳烧成温度为1150℃、保温时间为90 min、成型压力为98 MPa.制得样品的吸水率为0.75％,抗压强度为25.2MPa、体积密度为2.88 g/cm3,符合GB/4100-2006《陶瓷砖》中BIa类标准.     

电解锰渣的物相成分与烧结特性研究

锰渣是电解锰时产生的酸性固体滤渣,含大量有害物质而污染环境。采用XRD、XRF、材料测试机和SEM,研究了锰渣的物相成分和烧结特性。锰渣主要含石英(SiO_2)和石膏(CaSO_4·2H_2O),成分主要是Al_2O_3、Fe_2O_3、MgO、MnO等氧化物。在960~1020℃内样品吸水率、气孔率随温度升高而增大,而密度和强度减小。在1020~1060℃内样品吸水率、气孔率减小,密度和强度急剧增大,最高达1.479 g/cm~3密度和9.6 MPa抗折强度。超过1040℃时因部分液相出现致样品收缩开裂而不适合继续烧结。     

空心微珠轻质陶粒的制备与性能EI北大核心CSCD

以煤矸石空心微珠和玻璃空心微珠坯体为主要原料,采用滚动成球法制备陶粒生坯,经烘干、烧结,得到轻质陶粒,研究了烧结温度、保温时间以及玻璃粉添加量对空心微珠轻质陶粒性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,陶粒的表观密度和吸水率逐渐增大,颗粒抗压强度先增大后逐渐减小;烧结温度为700℃,单颗粒抗压强度为200.5 N,达到最大值。随着保温时间的延长,颗粒抗压强度先增大后减小。加入玻璃粉可以明显提高陶粒的单颗粒抗压强度,并且随着玻璃粉加入量的增大,颗粒抗压强度显著增大,700℃烧结的样品中玻璃粉加入量为25%(质量分数)时,单颗粒抗压强度增大到327.5 N,提高了63.3%。     

锰渣制多孔材料的制备及其对含汞废水的初步处理

以电解锰渣为原料,采用预处理-混料-陈化-成型-焙烧的方法制多孔材料,并用其对含汞废水进行初步处理的研究。多孔材料制备过程中考察烧结温度、保温时间和造孔剂含量对锰渣多孔材料气孔率、吸水率和体积密度的影响。试验结果表明,制取锰渣多孔材料的最佳条件为:烧结温度为1020℃,保温时间60 min,造孔剂碳粉含量为20%。用该锰渣多孔材料对模拟含汞废水中Hg2+进行吸附,同时对锰渣多孔材料的造孔剂进行了筛选,结果表明选用碳粉做造孔剂为最佳,Hg2+去除率达到56.5%。     

空心微珠轻质陶粒的制备与性能

以煤矸石空心微珠和玻璃空心微珠坯体为主要原料,采用滚动成球法制备陶粒生坯,经烘干、烧结,得到轻质陶粒,研究了烧结温度、保温时间以及玻璃粉添加量对空心微珠轻质陶粒性能的影响。结果表明:随着烧结温度的升高,陶粒的表观密度和吸水率逐渐增大,颗粒抗压强度先增大后逐渐减小;烧结温度为700℃,单颗粒抗压强度为200.5 N,达到最大值。随着保温时间的延长,颗粒抗压强度先增大后减小。加入玻璃粉可以明显提高陶粒的单颗粒抗压强度,并且随着玻璃粉加入量的增大,颗粒抗压强度显著增大,700℃烧结的样品中玻璃粉加入量为25%(质量分数)时,单颗粒抗压强度增大到327.5 N,提高了63.3%。     

一步直接烧结制备全固废煤气化渣微晶玻璃的性能变化研究

以煤气化渣为原料，采用一步直接烧结法制备了全固废煤气化渣微晶玻璃，并研究了烧结温度和时间对全固废煤气化渣微晶玻璃晶相演变、机械物理性能和微观结构的影响。结果表明，煤气化渣具有较强的析晶能力，得到的微晶玻璃主晶相为钙长石相。在800～1 150℃,随烧结温度的升高，微晶玻璃结晶度先增高后有所降低。过高的烧结温度会使微晶玻璃内部出现片状结构，理化性能下降。烧结温度在1 110～1 120℃,微晶玻璃晶粒细小且分布密集，表现出较好的物理性能。烧结时间对样品性能的影响较小。在烧结温度1 120℃、烧结时间2 h条件下，微晶玻璃维氏硬度为6.92 GPa,抗折强度为38.29 MPa,抗压强度为432.72 MPa,体积密度2.618 g/cm³,吸水率为0.21%,耐酸碱性分别为3.13%和0.92%,力学性能较优，但吸水率及化学稳定性方面还有较大提升空间。     

电解锰渣制备陶瓷砖

为减少电解锰渣对环境的污染,降低重金属锰的毒性,研究了以电解锰渣为主要原料制备陶瓷砖.首先利用CaO-Al_2O_3-SiO_2三元系统相图获得初始配方,然后用正交试验法确定最优配方.在最优配方中,电解锰渣的质量分数高达40%.采用较低温度快速烧成工艺,烧成温度为1079 ℃,烧成时间为30 min.制得的陶瓷砖"主晶相"为普通辉石与锰钙辉石,吸水率为1.86%,主要性能指标符合GB/T 4100-2006<陶瓷砖>中的BⅠb类标准.实验结果显示,重金属锰出现在锰钙辉石的晶格中,成为其晶体结构的组成部分,完成了对锰的解毒.     

反应析晶烧结法制备硅灰石玻璃陶瓷

本文提出了一种直接利用废玻璃制备硅灰石玻璃陶瓷的新工艺:反应析晶烧结法。将高岭土和碳酸钙为主要原料合成的析晶促进剂加入到废玻璃粉末中烧结,通过两者间的反应析出硅灰石。研究了析晶促进剂含量和烧结温度对硅灰石玻璃陶瓷的组织、烧结和性能的影响,结果表明:随着析晶促进剂含量的增加,玻璃陶瓷的体密度和开孔隙率增加,强度先增后降。提高烧结温度促进反应析晶,并导致玻璃陶瓷的体密度、开孔隙率和强度降低。析晶促进剂含量为15%,烧结温度为850℃时,制得的硅灰石玻璃陶瓷的力学性能最佳。     

Glass-Ceramic Tiles Prepared by Pressing and Sintering DC Plasma-Vitrified Air Pollution Control Residues

Air pollution control (APC) residues produced from cleaning gas emissions at energy from waste (EfW) plants processing municipal solid waste are a problematic hazardous waste. In this research they have been treated using DC plasma technology and this produces an inert glass. Glass-ceramic tiles were prepared by powder pressing and sintering fritted APC residue-derived glass. Tile samples prepared with high levels of plasma treated APC residue glass had comparable physical properties to commercially available ceramics such as porcelain and monoporosa, with high bulk density (2.4 g/cm³), low water absorption (<6%) and high flexural strength (∼60 MPa).     

Effect of calcium carbonate on the preparation of glass ceramic foams from water-quenched titanium-bearing blast furnace slag and waste glass

ABSTRACT

Glass ceramic foams were fabricated with powder sintering technology at a low temperature (900°C), using water-quenched titanium-bearing blast furnace slag (WTS) and waste glass as the primary raw materials. Additionally, calcium carbonate, sodium borate and sodium phosphate were chosen as sintering aids to form excellent performance products. The effects of calcium carbonate additions on foaming process, crystal content, morphology and properties of the prepared samples were systematically researched. The research indicates that increasing the calcium carbonate content made the foaming process harder and the pore size got more uniform. Consequently, the compressive strength and bulk density increased, while the porosity and water absorption decreased. The homogenous porous structures and optimal comprehensive properties were achieved with 5–7?wt-% CaCO₃ addition, including a bulk density of 0.79–0.82?g?cm^–3, porosity of 73.13–75.28%, water absorption of 3.29–3.75% and compressive strength of 13.13–13.85?MPa.     

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。     

热压烧结制备粉煤灰建筑陶瓷的工艺研究

以固体废弃物粉煤灰为主要原料,通过对原料进行预烧处理工艺得到活化粉煤灰粉体,分别在850 ℃、875℃、900 ℃、925 ℃、950 ℃度进行真空热压烧结,制备粉煤灰建筑陶瓷复合材料.利用XRD对复合材料的物相组成进行分析、采用SEM分析样品的微观结构,结合烧成样品的吸水率、体积密度、硬度等,分析不同的烧结温度对陶瓷性能的影响.结果表明:真空热压烧结过程中,随着温度升高,样品低共熔相增多,致密化程度增加.当烧结温度达到925℃时,所得复合陶瓷材料晶粒分布均匀、细小,晶粒尺寸为0.4~0.5 μm;陶瓷样品的体积密度、吸水率、硬度分别为2.62 g/cm3、0.05%、6.5 GPa.     

Ceramic tiles derived from coal fly ash: Preparation and mechanical characterization

Coal fly ash (CFA) accounts for a large fraction of the solid waste produced in China. Hence, there is an urgent need for the effective utilization of CFA, for example, as a raw material for ceramics production. In this study, clay- and feldspar-like materials fabricated by alkali activation pre-treatment of CFA were mixed with untreated CFA (regarded as a quartz-like material) and sintered to prepare fully ash-based ceramic tiles. The obtained tiles exhibited excellent sintering properties, e.g., low firing temperature and a wide sintering range; further, they showed better green strength (due to hydrogen bonding) and post-sintering performance (due to fluxing and mullite skeleton effects) than ceramic tiles produced exclusively from untreated CFA. The fully ash-based ceramic tiles sintered at 1100 °C exhibited optimal post-sintering properties (bulk density, 2.5 g/cm³; rupture modulus, 50.1 MPa; and water absorption, 0%). Thus, the proposed method is well suited for preparing a novel kind of ceramic tiles completely derived from CFA, highlighting its importance in the field of fly ash ceramics.     

Dry pressed ceramic tiles based on fly ash–clay body: Influence of fly ash granulometry and pentasodium triphosphate addition

Fly ash from brown coal (70 wt.%) and stoneware clay (30 wt.%) were used for the dry pressed ceramic tiles (according to EN 14411) raw materials mixture. The effects of fly ash milling and pentasodium triphosphate addition as a deflocculant and fluxing agent on the properties of green body (flexural strength, bulk density) and fired body (EN ISO 10545—water absorption, bulk density, true density, apparent porosity, flexural strength, frost resistance) were studied and explained as a function of the firing temperature (1000–1150 °C). Fly ash milling (corresponding to 5 wt.% residue of fly ash grains on 0.063 mm sieve) increased the sintering abilities of the fly ash–clay body. A similar effect was achieved by 1.3 wt.% pentasodium triphosphate (PST) addition with an increase in green body flexural strength and a decrease in water content of the granulate. Fly ash–clay bodies can be frost resistant with water absorption above 10% due to positive pore size distribution, which were examined using the high-pressure mercury porosimetry method.     

油井土、废玻璃基多孔陶瓷的制备及结构表征

利用油井土、废玻璃作为主要原料,同时以碳酸钙作为造孔剂,通过控制烧结过程,最终制备多孔陶瓷材料,并利用XRD、SEM等对样品进行结构表征。本研究的目的是为了研究油井土、废玻璃、碳酸钙的比例以及烧结温度对孔隙率、机械强度、体积密度、吸水率、微观结构和结晶程度的影响。结果表明样品A3呈现大孔均匀的微观结构,是通过添加35wt％油井土、40wt％废玻璃、20wt％碳酸钙、5wt％硅酸钠在较低的烧结温度下来获得,其孔隙率、抗压强度、抗弯强度、体积密度和吸水率的值分别为52．38％、4．43 MPa、12．59 MPa、1．07 g／cm3和29．56％。并观察到其机械强度、吸水率和微观结构（孔径及孔径分布）有良好的相关性。     

转炉钢渣制备陶瓷材料的烧结机理

为了研究转炉钢渣制备建筑陶瓷的烧结机理及动力学,以不同粒径转炉渣为主要原料,加入改善坯料烧结及制备性能的添加剂,成功地制备了高性能的陶瓷墙地砖。根据样品烧结前后变形及烧结密度的变化,初步探讨了转炉钢渣质墙地砖的烧结机理,并且计算了烧结激活能。利用差热分析和高倍电镜对样品进行了分析,研究了转炉钢渣质墙地砖结晶过程中的动力学。结果发现,原料粉末粒径越小,样品越易烧结,相应的烧结温度也越低。样品差热分析中的尖峰和宽峰分别代表了表面结晶和内部体结晶。研究表明,本工作为转炉铬渣无害化处理及大规模资源化综合利用奠定了基础。