利用高炉渣及粉煤灰制备废渣微晶玻璃的研究

利用高炉渣及粉煤灰为主要原料,采用直接烧结法制备废渣微晶玻璃,利用差热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析手段,结合力学性能测试,讨论了粉煤灰含量对微晶玻璃晶相组成和性能的影响.结果表明:当粉煤灰含量较高时,微晶玻璃的主晶相为钙镁黄长石,副品相为透辉石;较高的粉煤灰含量有利于透辉石的生成,随着粉煤灰含量的减少微晶玻璃晶相逐渐变为钙镁黄长石;由于粉煤灰引入了较多的残余碳粒及硫,当粉煤灰含量较高时会导致微晶玻璃性能下降;当高炉渣含量为90wt％,粉煤灰含量为10wt％时,制备的微晶玻璃性能最好,其主晶相为钙镁黄长石,各项性能均优于其它建材.     

利用高炉渣和粉煤灰制备微晶玻璃热处理制度的优化

以高炉渣及粉煤灰为原料,采用直接烧结法制备废渣微晶玻璃,通过正交试验研究热处理制度对微晶玻璃抗弯强度的影响.结果表明:影响微晶玻璃抗弯性能的热处理制度因素的主次顺序为晶化温度、升温速率、晶化时间和烧结时间.最佳的热处理制度参数为晶化温度970℃、晶化时间1.5h、升温速率5℃·min-、烧结温度1150℃;制备的废渣微晶玻璃主晶相为钙镁黄长石,晶粒形貌呈方块状,晶粒尺寸约2 μm;废渣利用率高,高炉渣利用率达90％,微晶玻璃性能优良.     

包钢高炉渣制备微晶玻璃的析晶方式研究

以包钢高炉渣为主要原料,采用熔融法制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃,通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析方法,并借助Ozawa方程研究了添加不同数量晶核剂时的析晶方式.研究结果表明:分别加入8％ CaF2、8％ TiO2和4％ P2 O5作晶核剂时,晶化指数n均小于3,析晶方式为表面析晶;当加入晶核剂为8％ P2O5时,晶化指数n大于3,析晶方式为整体析晶.     

以高炉渣废玻璃为原料一次烧结法制备微晶玻璃

研究了以高炉渣、废玻璃粉为主要原料,以TiO2为成核剂,采用一次烧结法制备微晶玻璃。该材料以透辉石为主晶相,配料中高炉渣质量分数可达55%。这为高炉渣的综合利用开辟了一个新的途径,具有明显的环境效益、经济效益和社会效益。     

利用煤粉炉渣制备微晶泡沫玻璃的研究

以煤粉炉渣为主要原料,以碳酸钙作为发泡剂,磷酸钠作为稳泡剂,再加入其他辅助原料制备了微晶泡沫玻璃,研究了碳酸钙和磷酸钠的掺入量、发泡温度、保温时间对微晶泡沫玻璃性能的影响,并且采用XRD分析其物相组成,结果表明,当发泡剂和稳泡剂的掺量分别为4.5%和5%,发泡温度为1000℃,发泡时间为20min时,试样已经完全转化为微晶泡沫玻璃,主晶相为硅灰石,次晶相为钙长石和辉石,平均泡径达2.03mm,表观密度为938 kg/m3,气孔率达52.6%,抗压强度达17.95MPa,抗弯强度达12.51 Mpa,热膨胀系数达5.67×10-6/℃,导热系数达0.20 W/(m.K)。     

烧结时间对高钛高炉渣-粉煤灰微晶泡沫玻璃的影响

以高钛高炉渣、粉煤灰和废玻璃粉为主要原料,硼砂为助熔剂,碳酸钙为发泡剂,十二水磷酸钠为稳泡剂,通过烧结法制备了微晶泡沫玻璃.研究了烧结时间对微晶泡沫玻璃析出相、微观形貌、体积密度、抗压强度、吸水率及热导率的影响.结果表明,在900℃下,烧结时间变化对析出相影响不显著,主要为透辉石Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6,富铝普通辉石Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2 O6以及普通辉石Ca(Mg,Fe)Si2 O6.随烧结时间从0 min延长至30 min,材料孔径大小变得越来越均匀,抗压强度、体积密度、热导率先升高后降低,吸水率逐渐降低;烧结时间在30～60 min时材料孔径大小不均匀,抗压强度下降,体积密度、热导率逐渐升高,吸水率先升高后降低.综合而言,当烧结时间为30 min时,微晶泡沫玻璃具备最优综合性能.     

炉渣微晶玻璃核化机理的研究

采用ＤＴＡ、ＳＴＥＭ、ＥＤＡＸ、ＳＡＥＤ和ＸＲＤ等测试方法，研究了炉用量对ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统玻璃核化析晶的影响作用，结果表明，在不引入其它核剂的情况下，随着炉渣用量的增加，玻璃的整体析晶程度增强，当炉渣含量为玻璃组成的４０ｗｔ％以上时，炉渣中所含的硫（Ｓ＾２－）能有效地促进玻璃的微晶化，选择适当的炉渣用量和热处理温度可获得性能优良的微晶玻璃材料。     

MgO对黄磷炉渣微晶玻璃析晶影响

以黄磷炉渣为基础原料,通过加入辅料和MgO,以熔融法制备CaO-Al2 O3-SiO2(CAS)系微晶玻璃;通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法分析MgO对黄磷炉渣微晶玻璃晶化行为的影响.结果显示:随着加入MgO的量的增加,基础玻璃的核化温度和晶化温度下降,析晶活化能E减小;黄磷炉渣微晶玻璃的晶相类型并未因MgO添加量的增多而改变,其主晶相为硅灰石(CaSiO3),次晶相为铝透辉石(Ca(MgAl)(SiAl)2O6);但随着MgO添加量的增多,抑制了硅灰石(CaSiO3)晶相的生成,促进铝透辉石(Ca(MgAl)(SiAl)2O6)生成.     

利用工业固体废弃物制备微晶泡沫玻璃的研究现状及展望

工业固体废弃物在一定程度上属于可以重新利用的资源,其综合利用问题一直备受国内外学者关注.分析了利用工业固体废弃物制备微晶泡沫玻璃的可行性.综述了以粉煤灰、煤矸石、废玻璃、高炉渣、尾矿和油页岩渣等工业固体废弃物为原料制备微晶泡沫玻璃的国内外研究进展,以期为相关科学研究工作和工业化生产提供参考和借鉴.总结了目前利用工业固体废弃物制备微晶泡沫玻璃亟待解决的问题.     

炉渣在微晶玻璃中的应用

本文介绍以炉渣为主要原料制备微晶玻璃材料,对炉渣微晶玻璃配方、晶化处理工艺、材料的物化指标等进行了阐述,认为炉渣微晶玻璃材料具有良好的应用前景。     

CaF2含量对熔融态高炉渣微晶玻璃析晶及性能的影响

利用液态高炉渣为主要原料,采用熔融法制备了微晶玻璃.借助DSC、XRD、SEM等分析测试方法研究了CaF2含量对高炉渣微晶玻璃析晶及性能的影响.试验结果表明,CaF2能够有效降低微晶玻璃的形核析晶温度,促进微晶玻璃析晶.微晶玻璃中晶体含量随着CaF2含量的增加而增加.当CaF2含量小于4％时,微晶玻璃的晶相为透辉石、普通辉石和钙镁黄长石;当CaF2含量大于4％时,析出了新晶相枪晶石.最终确定CaF2的最佳添加量为6％,此时微晶玻璃结晶度高,平均晶粒粒度100 nm,体积密度2.81 g/cm3,吸水率0.04％,耐酸腐蚀性98.92％,耐碱腐蚀性99.98％,抗弯强度173.41MPa.     

ZnO对黄磷炉渣微晶玻璃析晶影响

以黄磷炉渣为主要原料,通过添加不同比例ZnO,采用熔融法制备了CaO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃.借助Kissinger方程分析黄磷炉渣基础玻璃的析晶能力,借助化学热力学软件FactSage 6.4模拟计算黄磷炉渣微晶玻璃晶相类型,借助X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)进行验证.结果表明:随着ZnO添加量的增加,黄磷炉渣基础玻璃的析晶峰温度Tp和析晶活化能E逐渐减小;当ZnO添加量为7wt％时,黄磷炉渣基础玻璃的析晶活化能E最小,析晶能力最强;随着ZnO的加入量的增大,黄磷炉渣微晶玻璃晶相类型并不发生改变,主晶相为硅灰石(CaSiO3),次晶相为铝透辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6),这与FactSage 6.4模拟计算结果一致.     

粉煤灰和自然冷却黄磷炉渣协同制备微晶玻璃

以粉煤灰和自然冷黄磷炉渣为研究对象,采用熔融法制备CaO-Al2 O3-SiO2 (CAS)系微晶玻璃.利用Kissinger方程和Augis-Bennett方程计算了粉煤灰-自然冷却黄磷炉渣微晶玻璃玻璃析晶活化能(E)和晶化指数(n).借助差热分析(DTA),X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)研究了晶核剂TiO2,CaF2,P2O5(由KH2 PO4引入)对粉煤灰-自然冷却黄磷炉渣微晶玻璃析晶的影响.结果表明:利用粉煤灰和自然冷却黄磷炉渣并添加一定量的辅料可以制备CAS系微晶玻璃.当分别添加2wt％的TiO2,CaF2,P2 O5时,主晶相不发生改变,均为硅灰石(CaSiO3),但添加2wt％ TiO2或2wt％ CaF2具有降低析晶活化能、促进析晶的作用,而添加2wt％P2O5具有增加析晶活化能、抑制析晶的作用.     

热处理工艺对高炉矿渣微晶玻璃性能的影响

以某高炉矿渣为主要原料,采用熔融法制备了CaO-Al_2O_3-SiO_2系矿渣微晶玻璃。研究了热处理工艺对矿渣微晶玻璃力学性能的影响,得出热处理工艺影响因素的先后顺序为:核化温度-核化时间-晶化时间-晶化温度,确定最佳热处理工艺为:770℃核化3 h,930℃晶化2 h,在此热工艺条件下制备的微晶玻璃抗弯强度最大,为153.67 MPa。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)测试方法分析了矿渣微晶玻璃的显微结构和晶体微观结构。     

由高炉渣酸解废液制备镁铝尖晶石粉体

以含Mg2+和Al3+等有价元素的高炉渣酸解提硅废液为原料、尿素为沉淀剂,采用均匀沉淀法制备镁铝尖晶石粉体,研究了其产率及性能. 结果表明,最佳工艺条件为：反应温度100℃,尿素用量为理论用量的10倍,煅烧温度1100℃,保温时间2 h. 加入5%(w) Na2S2O4后,样品中Fe2O3含量从1.70%(w)降到0.49%(w),除铁率达71.2%,白度增加11度. 产品为富铝型镁铝尖晶石,且杂质含量远低于国家标准.     

矿渣、钢渣对水泥强度、孔结构和压蒸膨胀率的影响

通过在硅酸盐水泥中加入不同掺量矿渣粉以及不同掺量和细度的钢渣粉,研究了矿渣和钢渣对水泥强度,孔结构和压蒸安定性的影响.实验结果表明:矿渣与熟料的比例是控制特定钢渣掺量的水泥28 d抗压强度的决定性因素,熟料和矿渣按照1:1混和的水泥具有最高强度,影响水泥28 d最高抗折强度则是矿渣掺量.加入钢渣增大了水泥的孔隙率,而加入矿渣则可以减少试块孔隙率;矿渣能够明显细化浆体的孔结构,钢渣矿渣水泥的28 d抗压强度主要受到大于50 nm孔隙含量的影响.水泥压蒸膨胀率随着钢渣掺量增加而增加,矿渣能够显著改善钢渣水泥的压蒸安定性.     

Cr2O3、Fe2O3对高炉渣粘熔特性的影响

以高炉渣为主要原料采用熔融法制备微晶玻璃,通过试验研究了晶核剂Cr2O3、Fe2O3对高炉渣粘度及熔化性能的影响规律.结果表明:晶核剂Cr2O3使高炉渣熔点升高,粘度增大,加入2％ Cr2O3作晶核剂时,炉渣浇注温度需要控制在1400℃以上;晶核剂Fe2O3能够降低高炉渣的熔点,但对粘度影响不大,加入2％ Fe2O3作晶核剂时,需要将炉渣温度控制在1325℃以上;加入2％ Cr2O3和2％ Fe2O3组成的复合晶核剂时,需要将温度控制在1375℃以上才能保证渣液的良好流动性,以实现顺利浇注、压延成型,为采用熔融高炉渣直接制备微晶玻璃工艺的研发提供了基础的工艺技术参数.     

几种激发剂对钢矿粉活性影响的研究

研究了几种单一激发剂不同掺量对钢矿粉活性的激发作用及机理,优选最佳激发剂种类及掺量.结果表明：对钢矿粉激发效果较好的激发剂为半水石膏、氧化钙、二水石膏、硫酸钠、氢氧化钠,其激发剂最优掺量分别为半水石膏0.6％、氧化钙0.15％、二水石膏0.2％、硫酸钠0.15％、氢氧化钠0.03％,其中半水石膏可提高钢矿粉各龄期活性指数8％以上.     

电石渣激发矿渣活性的研究

用电石渣掺量5％、9％、10％、11％、20％、25％、50％、75％制作成胶砂试块,研究电石渣对矿渣的活性激发作用。结果表明：最佳掺量比为电石渣和矿渣1：9,7d抗压强度为13.11MPa,28d抗压强度为16.29MPa。仅电石渣和矿渣掺舍时,最佳用水量为42.5g,28d抗压强度为20.71MPa。