利用固體廢棄物制備系列多孔陶瓷濾料.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，污染物的種類和數(shù)量不斷增加。綜合利用固體廢棄物，研制新型的過濾材料具有重大環(huán)保意義。本研究以燒結(jié)法赤泥、拜耳法赤泥與淤泥為主要原料，加入一些改善材料成型與燒成性能的添加劑，制備了性能優(yōu)良的系列赤泥質(zhì)、淤泥質(zhì)多孔陶瓷濾球，實(shí)現(xiàn)了對多種固體廢棄物的綜合開發(fā)和利用。 利用XRFA、XRD、TG-DTA與SEM等測試手段，分析了固體廢棄物燒結(jié)法赤泥、拜耳法赤泥和淤泥的化學(xué)組成、礦物組成、高溫特性以及顯微形貌等。結(jié)果

2、表明，燒結(jié)法赤泥適宜于生產(chǎn)低溫快燒的Ca-Al-Si系統(tǒng)陶瓷；拜耳法赤泥適宜于生產(chǎn)高品質(zhì)陶瓷；淤泥中僅存在大量石英(SiO2)晶相，將在燒成中賦予制品較高的強(qiáng)度與耐久性。 采用SEM、XRD和EPMA等測試方法，對赤泥質(zhì)多孔陶瓷濾球樣品的性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析測試。結(jié)果表明，燒結(jié)法赤泥(S)及拜耳法赤泥(B)均可以單獨(dú)制備多孔陶瓷濾料，但兩種赤泥聯(lián)合使用可彌補(bǔ)單一原料的不足，獲得更優(yōu)的制品性能。典型配方BS5-2赤泥總添加量達(dá)

3、50wt％(S:B=1:1.2)，于1100℃下燒成樣品的顯氣孔率為37.58％，吸水率為20.44％，體積密度為1.84kg/m3，抗壓碎強(qiáng)度為26.6MPa，耐酸性為89.17％，耐堿性為99.76％。 在赤泥質(zhì)多孔陶瓷濾球的最佳配方BS5-2中添加低溫成孔劑煤粉及高溫成孔劑石墨對濾料進(jìn)行氣孔率調(diào)控，并通過SEM、XRD等測試手段測試所得樣品的相關(guān)理化性能。結(jié)果表明，低溫成孔劑煤粉及高溫成孔劑石墨的加入都能起到氣孔率調(diào)控的作

4、用，以石墨為成孔劑的系列具有更優(yōu)的制品性能。典型配方G2石墨添加量達(dá)20wt％(外加)，于1120℃下燒成樣品的顯氣孔率為48.21％，吸水率為31.33％，體積密度為1.54kg/m3，抗壓碎強(qiáng)度為10.50MPa，耐酸性為86.55％，耐堿性為97.87％。 以東湖淤泥為主要原料制備多孔陶瓷濾料，并在淤泥系列最佳配方中添加高溫成孔劑白云石與石墨進(jìn)行氣孔率調(diào)控，通過SEM、XRD等測試手段測試所得樣品的相關(guān)理化性能。結(jié)果表明，

5、淤泥可以單獨(dú)制備多孔陶瓷濾料；成孔劑石墨與白云石的加入都能起到氣孔率調(diào)控的作用，使用石墨成孔劑的系列具有更優(yōu)的制品性能。典型配方Y(jié)C2石墨添加量達(dá)20wt％(外加)，于1080℃下燒成樣品的顯氣孔率為36.97％，吸水率為20.34％，體積密度為1.82kg/m3，抗壓碎強(qiáng)度為13.50MPa，耐酸性為96.76％，耐堿性為97.38％。對赤泥質(zhì)多孔陶瓷濾球燒成反應(yīng)機(jī)理探討發(fā)現(xiàn)，原料中各種礦物相在燒成過程中生成液相或固相，反應(yīng)生成物相主