以矾土碎矿和煤矸石合成莫来石均质料

采用Ⅰ等高铝矾土碎矿、Ⅱ等高铝矾土碎矿分别与煤矸石配合,并加入活性Al2O3调整m(Al2O3)/m(SiO2),按照矾土基莫来石均质熟料w(Al2O3)=68%～72%的要求,共配成6个混合料,将混合料湿磨至粒度≤0.044mm以均化化学成分,经成型、干燥后分别在1550℃、1600℃、1650℃和1700℃煅烧3h,冷却后测定其显气孔率和体积密度,以确定它们的烧结温度。结果表明:均质料的烧结温度为1700℃;在1700℃烧结制成的矾土基莫来石均质熟料的Al2O3含量为68%～72%,显气孔率<2.5%,体积密度≥2.75g·cm-3,其莫来石晶体发育良好,构成网络结构。同时,还将部分试样分别在800℃、1000℃、1200℃、1300℃、1400℃、1500℃、1600℃、1650℃和1700℃保温3h,测量其烧后线收缩率和显气孔率,并用XRD分析其相组成,据此分析试样在不同温度下所发生的反应。结果表明,试样在1000～1700℃加热过程中的变化可分为3个阶段:1000～1200℃的一次莫来石形成阶段,1200～1500℃的二次莫来石化阶段,以及1500～1700℃的液相烧结阶段。     

矾土基电熔锆刚玉和锆莫来石合成料的制备、性能与结构

研究了以高铝钒土为熟料和锆英砂为原料、采用电熔工艺法制备的矾土基电熔锆刚玉和锆莫来石合成料的理化性能、物相组成和显微结构,并用这些合成料制备了Al2O3 -ZrO2 -C试样,检测其常温物理性能、高温抗折强度和抗热震性;同时还与氧化铝基电熔锆刚玉和锆莫来石合成料进行了相应性能的比较。结果表明,矾土基电熔合成料的化学矿物组成、性能和显微结构均与氧化铝基电熔锆刚玉和锆莫来石合成料的相似,而且用其生产的Al2O3 -ZrO2 -C制品的性能也达到了用氧化铝基电熔合成料所能达到的水平,可用于实际生产。     

低温烧结刚玉莫来石推板的研制

采用浇注的新工艺,在隧道窑里１４５０℃烧制成的刚玉莫来石推板,具有高温强度高,抗热震性能优异,抗侵蚀性能强等优点,完全可以满足浇制铁氧体推板窑用推板的恶劣使用条件,其使用寿命１００次以上。     

电熔致密刚玉和板状刚玉对刚玉-莫来石材料结构与性能的影响

以电熔致密刚玉、板状刚玉、电熔莫来石、可引入硅源和铝源的复合粉体为主要原料,研究了电熔致密刚玉和板状刚玉对烧后(1600、1700℃)刚玉-莫来石材料结构与性能的影响.结果表明:1)电熔致密刚玉的反应活性较低,原位莫来石缓慢持续生成,晶粒数量较少、尺寸较大,而板状刚玉的反应活性相对较高,原位莫来石晶粒数量较多、尺寸较小...     

湿法合成锆刚玉莫来石熟料

本文对ＺｒＳｉＯ４－Ａｌ２Ｏ３反应烧结过程进行了系统地研究。结果表明，化学反应于１３８０℃开始。首先锆英石分解，到１４３０～１４５０℃反应迅速，并生成莫来石，同时产生一定的体积膨胀，对致密化产生不利的影响。化学反应与致密化过程同时进行。影响反应烧结过程的因素包括原料特性（原料种类、粒径）、外加剂、坯体均匀性及升温制度等。     

低温烧结刚玉莫来石推板的研制

采用浇注的新工艺,在隧道赛里1450℃烧制成的刚玉莫来石推板,具有高温强度高,抗热震性能优异,抗侵蚀性能强等优点,完全可以满足烧制铁氧体推板窑用推板的恶劣使用条件,其使用寿命100次以上。     

刚玉莫来石—ZrB_2复合材料的烧结初期动力学研究

研究了刚玉莫来石—ZrB2复合材料烧结初期的动力学关系，认为烧结机理服从界面扩散—体积扩散过程。阐明了ZrB2的引入对刚玉莫来石材料烧结的影响，并给出了复合材料的烧结活化能Q。     

硅溶胶结合刚玉和刚玉-莫来石浇注料的性能研究

以电熔白刚玉、电熔莫来石、氧化铝微粉、二氧化硅微粉和硅溶胶为主要原料,制备了硅溶胶、二氧化硅微粉结合刚玉浇注料以及硅溶胶结合刚玉-莫来石浇注料,研究了不同温度处理后浇注料的常温性能、冷态和热态抗折强度以及弹性模量等性能,并进行了差热、X射线衍射和显微结构分析。研究结果表明:1)与二氧化硅微粉相比,硅溶胶能够显著提高浇注料800℃以下的抗折强度;硅溶胶结合和二氧化硅微粉结合的机制以及随温度变化的规律基本一致。2)高温下刚玉骨料中β-Al2O3分解产生的Na2O大部分进入液相,使液相中Na2O含量增加,不利于浇注料中原位生成莫来石,并降低材料的高温强度。3)莫来石加入到硅溶胶结合刚玉浇注料中,能显著降低浇注料的弹性模量,借助于高温下液相的传质作用,莫来石彼此连接形成网络,从而增加了浇注料的强度。     

烧结刚玉锆莫来石材料的铝硅锆共析结构研究

通过对烧结刚王锆莫来石复合材料的高温缓冷试样及高温水淬冷试样的电子探针及能谱分析,发现其微观结构中存在纤维状、骨架状、线状、针柱状、细棒状等有定向规律分布的铝硅锆共析结构存在,其组成为ＺｒＯ２－ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３成份。     

矾土基莫来石料的工业生产实践

以Ⅱ等高铝矾土碎矿(≤3 mm)和煤矸石碎矿(≤3 mm)为原料,按照矾土基莫来石熟料w(Al2O3)=68%~72%的要求,将它们按一定比例混合配制成混合料,接着将混合料湿磨至0.044 mm以均化化学成分,经湿法挤泥成型、烘干后分别在1 550℃、1 600℃和1 700℃煅烧6 h,冷却后测定其显气孔率和体积密度以确定烧结温度。工业生产实践表明:制备矾土基莫来石料适宜的烧成温度约为1 600℃,所得莫来石料的成分均匀、结构均匀、性能稳定。它们的显气孔率≤1.5%、体积密度≥2.81 g.cm-3、荷重软化开始温度为1 610~1 650℃。与实验室结果相比,其烧成温度降低约100℃,且体积密度提高0.06 g.cm-3以上(实验室≥2.75 g.cm-3)。这初步验证了采用本工艺制备矾土基莫来石料的工业可行性。     

硅线石对矾土基浇注料性能的影响

以矾土为主要原料,加入硅线石粉、SiO2微粉、活性A l2O3微粉、水泥等制备矾土基浇注料,研究了硅线石加入量(质量分数分别为0、4%、8%和12%)对浇注料常温性能和抗渣侵蚀性能的影响。结果表明:随着硅线石加入量的增加,浇注料的常温强度和体积密度下降,显气孔率增大;在浇注料中加入硅线石有助于提高试样的抗渣侵蚀性能,但加入质量分数大于8%时,试样抗渣侵蚀性能下降,渣渗透深度和侵蚀深度增加;硅线石加入质量分数为4%~8%时,浇注料的综合性能较好。     

Transferred arc plasma processed mullite from coal ash and bauxite

Coal ash disposal is one of the main problems in thermal power plant unit. Currently, a number of waste management systems are being tried for effective disposal of coal ash. In this paper, coal ash from thermal power plant unit was successfully utilized for synthesis of mullite ceramic by using transferred arc plasma processing (TAP) technique. For this purpose, bauxite was added with coal ash by 0, 25, 50 and75 weight ratio. The compositions were thoroughly mixed by ball milling and were melted in the transferred arc plasma torch at 10 kW input power level for 3 min. Argon was used as plasma forming gas. The phase and microstructure formation of the melted samples were investigated by XRD and SEM images. The results show that the additions of bauxite greatly influenced the phase formation of mullite during the processes.     

Industrial Preparation of Bauxite-based Mullite Raw Material

Bauxite-based mullite grogs were prepared with grade 11 bauxite （ ≤ 3 mm ） and coal gangne （ ≤ 3 mm） as starting materials with formula of w （ Al2O3 ） = 68% - 72 %. Mill the mixture to particle size ≤ 0. 044 mm by wet milling to homogenize chemical composition. After shaping by wet extrusion and drying, the materials were fired at 1 550℃, 1 600℃ and 1 700℃ for 6 hours respectively. After cooling apparent porosity and bulk density of fired materials were tested. The results show as follows： the appropriate sintering temperature for bauxite-based mullite with homogeneous and consistent composition and microstructure and properties is 1 600℃, at which the mullite has apparent porosity ≤ 1.5%, bulk density ≥ 2.81 g · cm^3 and refractoriness under load is 1 610-1 650 ℃. Compared with the laboratory results, the sintering temperature is lowered about 100℃ , bulk density increased 0. 06 g · cm^3. The industrial feasibility of preparing bauxite-based mullite grogs with the processing is confirmed.     

Reaction-bonded robust SiC ceramic membranes sintered at low temperature with coal gangue

Herein, we report an in-situ reaction-bonded SiC membrane sintered at low temperature using a solid waste (i.e. coal gangue) as the sintering aid to form strong neck connections. The effects of sintering temperature and coal gangue proportion on their properties regarding pore size, open porosity, bending strength and pure water permeability were investigated. The single-channel tubular SiC membrane sintered at 1300 °C with a coal gangue proportion of 12 wt% was optimal, exhibiting an average pore size of 2.78 μm, a open porosity of 47.08%, a bending strength of 34.01 ± 1.3 MPa and a high water permeability of 83967 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹. The membrane could completely reject D₅₀ = 0.87 μm SiC solids and presented a steady-state water permeability of 458 L m⁻² h⁻¹·bar⁻¹. The SiC membrane could be regenerated through ultrasonication and its steady-state water permeability was almost unchanged for 3 cycles, proving its mechanical robustness. This work may appeal to the practical low-cost production of high-performance SiC membranes.     

用矾土制备莫来石-高硅氧玻璃材料的研究

用Al2O3含量在57％～62％的矾土制备了一种由莫来石与高硅氧玻璃所构成的材料。在高温下，玻璃转变为高粘度的液相对高温性能有利；低温下，由于高硅氧玻璃的热膨胀系数低，莫来石形成交叉网络结构，有利于提高热震稳定性。这是一种有广泛前途的耐火原料，也为我国二级矾土的开发利用开辟了新途径。     

煤矸石的化工应用

综述了煤矸石在化工应用中的研究情况,利用煤矸石生产化工产品技术可行,且原料来源广泛。     

煤矸石少熟料水泥的研究

利用工业废渣研制少熟料水泥,是解决工业废渣资源化的有效措施。煤矸石是工业固体废弃物中排放和堆存量最大的一种,针对煤矸石的组成特点,通过正交试验研制较高标号的煤矸石少熟料水泥,并对其物理力学性能及耐久性做系统测试分析。研究表明,本文所研制的煤矸石少熟料水泥具有广泛的应用前景。     

CeO2 和MgO助烧剂对矾土基莫来石合成料烧结的影响

以高铝矾土碎矿(w(Al2O3)为75%~84%)和煤矸石(w(Al2O3)约45%)为原料,按矾土基莫来石合成料的设计成分要求(w(Al2O3)为68%~72%)进行配比,于1500~1700℃分别保温3h煅烧合成了矾土基莫来石,并分别研究了助烧剂CeO2和MgO单独加入,CeO2 MgO复合加入,复合加入时CeO2与MgO的比例以及复合加入量对矾土基莫来石合成料烧结性能的影响。结果表明:加入CeO2 MgO复合助烧剂比单独加入CeO2或MgO的促烧结效果要好,当CeO2 MgO外加量为0.75%,CeO2与MgO质量比为1/1时,可使试样的烧结温度降至1600℃(不加助烧剂的为1700℃),得到显气孔率0.9%,体积密度为2.84g·cm-3,荷重软化开始温度为1570℃的合成莫来石;显微结构分析表明,此合成料荷重软化温度较高的原因是发育良好的柱状莫来石构成了交错连锁的网络结构,同时TiO2大部分固溶在莫来石晶体中。