CaO-Al_2O_3-SiO_2玻璃晶化过程的红外光谱分析

利用红外光谱 (IR)和 X射线衍射 (XRD)对 Ca O- Al2 O3 - Si O2 系尾砂玻璃及其晶化过程的结构进行了研究。结果表明 ,尾砂玻璃晶化析出主晶相为透辉石 ,次晶相为钙长石和枪晶石。玻璃网络中主要有 Si O4、Al O4四面体结构单元 ,玻璃结构中具有和透辉石结构类似的近程排列 ,这个近程排列具有析出主晶相 (透辉石 )的先驱结构。随着 Ca F2 的含量增加 ,网络无序度增大 ,使玻璃红外光谱最强吸收带宽化且朝低波数方向移动 ;随晶化温度的提高 ,红外光谱最强吸收带也朝低波数方向移动 ,而且吸收带强度随晶化温度的提高而明显增加     

以钾长石尾矿为原料制备微晶玻璃饰面材料

研究了以钾长石尾矿为主要原料制备微晶玻璃装饰板的条件。由于钾长石尾矿的主要成分为 Si O2 和 Al2 O3 ,选择 Ca O、Al2 O3 、Si O2 系统为配方依据 ,探讨了碎粒法工艺核化温度、晶化温度对产品的影响 ,获得了主晶相为 β-硅灰石的微晶玻璃装饰板。     

铁尾矿微晶玻璃的组成设计与晶化研究

本文研究了以铁尾矿为主要原料制备微晶玻璃材料的方法 ,根据微晶玻璃的基础组成 ,选择 Ca O- Mg O- Al2 O3 - Si O2 系统做为配方依据 ,制成了透辉石型黑色尾矿微晶玻璃。用 DTA、XRD和 SEM分析了该材料的晶相和显微结构 ,并对其主要理化性能进行了测试 ,为综合利用尾矿资源生产高附加值产品开辟了一条途径。     

利用煤矸石铁尾矿制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃

为了综合利用固体废弃物,以煤矸石和铁尾矿为主要原料制备CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃。利用DSC,XRD和SEM等分析测试手段,研究了核化和晶化温度对微晶玻璃析晶行为及显微形貌的影响,通过Kissinger方程计算了各基础玻璃试样析晶活化能E和动力学参数k(Tp),并利用Augis-Bennett公式计算了各试样的晶化指数n。试验结果表明：随着核化和晶化温度的升高,主晶相衍射峰以先增强后减弱的趋势变化,主晶相为普通辉石(Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6),体系的最佳晶化温度为1 040 ℃,其抗弯强度为216.49 MPa,耐酸性为99.21%;对于不同升温速率的基础微晶玻璃试样,20 ℃/min升温速率的析晶活化能最低为324.75 kJ/mol,k(Tp)=0.55,n=3.92,玻璃晶核为三维生长,整体结晶,4个试样的晶核生长方式相同。     

添加TiO2和Cr2O3对镍渣微晶玻璃析晶的影响

利用X射线衍射、扫描电镜（SEM）和能谱分析研究添加TiO₂和Cr₂O₃对镍渣微晶玻璃析晶的影响。结果表明,添加复合晶核剂TiO₂＋Cr₂O₃的镍渣微晶玻璃热处理后产生分相析晶,产生富钙相和富硅相。添加复合晶核剂TiO₂＋Cr₂O₃的镍渣微晶玻璃经过热处理后首先析出的晶相是尖晶石型晶体Mg₂TiO₄,并且有Ca(Mg,Al,Ti)(Si,Al)₂O₆普通辉石的晶体衍射峰出现。TiO₂在镍渣微晶玻璃的晶化过程中不是直接形成晶核,而是促进了尖晶石型Mg₂TiO₄晶核的形成,从而有利于晶体生长。     

碳热还原粉煤灰物相变化规律

在感应炉中,空气气氛下,以粉煤灰为原料,木炭为还原剂,不同温度条件下对粉煤灰还原反应过程及合金进行研究。利用XRD,SEM-EDS技术对还原产物进行分析检测。结果表明,碳还原粉煤灰分为4个阶段：（1 373～1 673 K）Fe2O3和碳反应生成铁;（1 773～1 873 K）石英和碳反应生成SiC,莫来石发生分解并与碳反应生成SiC和Al2O3;（1 973～2 173 K）石英除生成较多SiC,还有少量Si生成,部分Al2O3和空气中的氮气生成Al5O6N,并最终分解成Al2O3和AlN;2 273 K氧化铝和SiC,C反应生成Al,Si,AlN和碳反应生成Al。高温下有气态的SiO,Al2O产生,造成部分铝硅损失。合金由3个相组成,3者相互混合存在,除含有较多Al,Si,Fe,Ca外,还含有部分SiC。在合适的配碳量下,Al2O3对SiC的生成有抑制作用。     

基于CaO-SiO_2-FeO-Na_2O-Al_2O_3渣系的中高磷铁水脱磷试验研究

结合现有铁矿含磷高的实际情况,采用Ca O-Si O2-Fe O-Na2O-Al2O3渣系对中高磷铁水进行脱磷的试验研究。研究结果表明,脱磷渣系的碱度值ω(Ca O)/ω(Si O2)为4时,在相同试验条件下,分别用Al2O3、Na2O和Al2O3与Na2O的混合物代替常规的Ca F2时均可达到更高的脱磷效果;造渣剂分两次加入的脱磷效果比一次性加入的更好。当渣系中使用4%(Al2O3)+2%(Na2O)的复合熔剂,分两次加入时,铁水的终点脱磷率可达到96%。     

基于 CaO-SiO2-FeO-Na2O-Al2O3渣系的中高磷铁水脱磷实验研究

结合现有铁矿含磷高的实际情况,采用Ca O-Si O2-Fe O-Na2O-Al2O3渣系对中高磷铁水进行脱磷的试验研究。研究结果表明,脱磷渣系的碱度值ω(Ca O)/ω(Si O2)为4时,在相同试验条件下,分别用Al2O3、Na2O和Al2O3与Na2O的混合物代替常规的Ca F2时均可达到更高的脱磷效果;造渣剂分两次加入的脱磷效果比一次性加入的更好。当渣系中使用4%(Al2O3)+2%(Na2O)的复合熔剂,分两次加入时,铁水的终点脱磷率可达到96%。     

黄磷渣微晶玻璃制备及显微结构分析

黄磷渣是热法磷酸生产过程中排放的熔融态工业废渣。利用黄磷渣进行热态浇注成型和一定的热处理 ,分别获得黄磷渣透明玻璃样品以及微晶玻璃样品。对样品进行了 X衍射分析、电子探针和扫描电镜分析 ,确定黄磷渣微晶玻璃主晶相为硅灰石 ( Ca Si O3)和透灰石 ( Ca Mg( Si O3) 2 )。黄磷渣微晶玻璃的显微结构特征为 :细长、纤维状硅灰石组织中弥散着白亮的小颗粒状透灰石晶粒 ,硅灰石纤维状晶体的晶宽以及透灰石粒状晶体的粒径均大约为 1μm。     

尾矿综合利用新途径——玻璃陶瓷的研制

运用差热分析 (DTA)、扫描电镜 (SEM )、能谱分析 (EDAX)、X射线粉晶衍射 (XRD)等测试手段 ,研究了以钨尾矿为主要原料的CaO Al2 O3 SiO2 系统玻璃陶瓷的晶相组成、微观结构及TiO2 、Fe2 O3 对玻璃析晶的影响 ,并测定了尾矿玻璃陶瓷的性能。玻璃陶瓷的研制是尾矿综合利用的新途径     

铜尾矿基微晶玻璃非均匀析晶过程形核机制研究

为考察烧结法微晶玻璃形核机制,试验以铜尾矿为基,设计了Na2O-K2O-CaO-SiO2-CaF2体系微晶玻璃,通过分步取样、XRD、IR、SEM等手段分析并论证了基础玻璃形核机制,明确了基础玻璃晶核形成过程及机理,初步确定了C曲线。结果表明：本试验同时存在两种形核机制：异相诱导形核和分相诱导形核。形核阶段产生于550℃至650℃温度范围,基础玻璃在晶核形成初期会处于一种介于基础玻璃与晶核析出时的特殊状态,即在纳米和微米尺度范围内,基础玻璃内部粒子逐渐发生有序化行为。     

铁尾矿、菱镁石尾矿制备微晶玻璃的研究

以铁尾矿、菱镁石尾矿和铝矾土为主要原料,化学纯TiO2为晶核剂,采用熔融法制备了以堇青石为主晶相的微晶玻璃。根据熔制试样的DSC、XRD、SEM检测结果获得了微晶玻璃的最佳热处理制度:退火温度600℃,时间5h;核化温度800℃,时间2h;晶化温度1150℃,时间2h。得到主晶相为α-堇青石,晶粒形貌为条状的堇青石基微晶玻璃。      

利用阜新高硅煤矸石制备微晶玻璃材料的试验研究

以阜新高硅煤矸石为主要原料,试验制备了β-硅灰石相微晶玻璃.试验对制备煤矸石基微晶玻璃的配方、工艺技术条件等开展了试验研究,并就相关因素对微晶玻璃材料性能的影响进行了探讨.结果表明：以煤矸石为主要原料,用烧结法来制备β-硅灰石相微晶玻璃装饰材料在技术上是可行的.试验得到的最佳工艺制度为：熔制温度1 460 ℃,核化温度850~900 ℃（烧结0. 5~1.0 h）,晶化温度1 100~1 150 ℃（摊平0.5~1.0 h）.     

低硅铁尾矿微晶玻璃成分的研究

武钢程潮铁矿的铁尾矿属于低硅铁尾矿类型,由于没有可利用的主要成分,其利用难度较大。在对低硅铁尾矿主要成分研究的基础上,根据相图,采用CaO—MgO—Al2O3-SiO2体系(简称CAMS体系)和烧结法研制以透辉石为主晶相的微晶玻璃。经试验研究,选择了合适的晶核剂并确定了合理的烧成温度,在实验室条件下获得了工艺性能优良的低硅铁尾矿微晶玻璃及其主成分的组成范围。     

复合尾矿废渣微晶玻璃析晶性能的研究

以钢渣、铜尾矿、粉煤灰及砂岩为主要原料, 添加少量Fe₂O₃和Cr₂O₃作为复合晶核剂, 以CaO-Al₂O₃-SiO₂三元系、透辉石为主晶相, 采用非均匀成核制得复合尾矿微晶玻璃建筑装饰材料。利用差热分析方法(DTA)制定了复合尾矿废渣微晶玻璃的热处理制度, 采用XRD和SEM方法研究了复合尾矿废渣微晶玻璃的析晶性能。结果表明, 晶化温度在710和720 ℃时, 微晶玻璃处于分相状态, 没有晶体析出; 而晶化温度在800 ℃时, 玻璃相已成为絮状晶粒结构, 析出适量透辉石晶体。     

攀西钒钛磁铁矿尾矿制备储水泡沫陶瓷的研究

以攀西钒钛磁铁尾矿和废玻璃为主要原料通过高温烧结法制备储水泡沫陶瓷,研究原料配比和发泡剂（SiC）添加量对材料性能的影响。结果表明:随着钒钛磁铁矿尾矿含量的增加,材料的体积密度及抗压强度逐渐增大,平均气孔孔径逐渐减小;当尾矿添加量为50 wt%,材料的体积吸水率出现极值。当SiC添加量为0.3 wt%,材料内部气孔分布均匀,平均孔径约为2.93 mm。最终以50.0 wt%的钒钛磁铁矿尾矿和50.0 wt%的废玻璃为原料,外加3.0 wt%的石英,0.3 wt%的SiC,3.0 wt%的Na3PO4,在1040℃下制得性能最优的储水泡沫陶瓷,材料的体积密度为0.26 g/cm-3、体积吸水率为56.5%和抗压强度为0.68 MPa。采用SEM、XRD等检测手段研究材料的微观形貌及物相组成,结果表明储水泡沫陶瓷内部由三维立体结构组成,有利于储存水分;材料主要物相包括硅灰石、长石、透辉石和钛铁矿。      

废旧线路板非金属组分中玻璃纤维的脱除研究

废弃线路板非金属组分中的玻璃纤维会影响其回收再利用效率。为改善此现状,本研究利用试验室摩擦静电分选系统探究从非金属组分中脱除玻璃纤维的可行性。用X射线荧光光谱仪(XRF)和扫描电子显微镜(SEM)对非金属组分原料及其分选产品进行分析。结果表明:废弃线路板非金属组分中含有大量的玻璃纤维,且其主要元素为铝、硅、钙。无机组分与有机组分具有明显的荷电差异,这为摩擦电选分离出玻璃纤维提供了理论基础。在摩擦电选试验中玻璃纤维荷正电,富集在负极产品中,而塑料颗粒荷负电,富集在正极产品中。XRF和SEM结果表明摩擦电选可以有效地从废弃电路板非金属组分中脱除玻璃纤维。     

钢渣——矿渣复合胶凝材料的制备及胶凝活性激发试验研究

为了提高钢渣和矿渣的高附加值利用率以及钢渣在胶凝材料中的掺量,研究了钢渣与矿渣掺量、质量比和胶凝活性激发方式对复合胶凝材料抗折、抗压强度的影响,并采用X射线衍射、扫描电镜和热重分析等检测手段探究了钢渣—矿渣复合胶凝材料的水化机理。结果表明:钢渣矿渣掺量为80%、钢渣矿渣质量比为5∶5、钢渣粉磨时间为80 min(比表面积为509 m²/kg)时,钢渣—矿渣复合胶凝材料的28 d抗折强度为7.3 MPa、抗压强度为31.3MPa;选取Na OH、Na₂CO₃、Na₂SO₄和水玻璃为激发剂对胶凝材料活性进行激发,只有水玻璃提高了复合胶凝材料的活性,且当水玻璃模数为2、Na₂O当量为4%时,其28 d抗折强度为8.4 MPa、抗压强度为43.0 MPa。分析水玻璃激发胶凝材料的水化产物发现:其微观形貌紧实致密,生成的C—S—H凝胶、Ca(OH)₂和Aft相互交织,提高了胶凝材料的强度。     

海泡石族凹凸棒土原位晶化合成 NaY分子筛

以焙烧凹凸棒土、高岭土为原料, 采用水热原位晶化法成功合成了NaY分子筛。通过XRD、SEM、N₂吸附-脱附等测试手段对所合成的样品进行了表征分析, 并着重考察了物料配比和晶化温度对分子筛相对结晶度的影响。研究结果表明: 在原位晶化体系中, 随n(SiO₂)/n(Al₂O₃)的减小, 其相对结晶度增大; 体系中适当的碱度[n(Na₂O)/n(SiO₂)和n(Na₂O)/n(H₂O)]能提高分子筛的相对结晶度; 其中n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为影响分子筛结晶度的主导因素。最主要的动力学因素为晶化温度, 随晶化温度的升高, 产品的相对结晶度显著提高, 晶化温度升至100 ℃时, 得到相对结晶度较高的NaY分子筛晶体。     

影响粉煤灰泡沫玻璃质量的因素研究

研究了发泡剂种类与掺量、发泡温度、发泡时间、烧结温度、烧结时间、粉煤灰细度与掺量、稳定剂种类与掺量等因素对粉煤灰泡沫玻璃质量的影响 ,试验结果表明 ,按推荐的最佳工艺参数生产的粉煤灰泡沫玻璃性能优良 ,可作为隔热保温材料的换代产品。