赤泥質(zhì)保溫陶瓷磚的制備及其性能研究.pdf

1、赤泥是氧化鋁冶煉工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的固體廢棄物。隨著氧化鋁生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，赤泥已成為一種主要的環(huán)境污染源，它的處理變得越來越重要。本研究以燒結(jié)法赤泥和拜爾法赤泥為主要原料，以頁(yè)巖等為主要輔助原料，并加入一些改善材料成型及燒成性能的添加劑，分別采用半干壓成型和擠出成型兩種技術(shù)，制備了性能優(yōu)良的赤泥保溫陶瓷磚，并在此基礎(chǔ)上成功進(jìn)行了中試試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了赤泥的資源化及綜合利用。 燒結(jié)法赤泥組成中SiO2和Al2O3含量低而CaO含量高

2、，拜爾法赤泥CaO含量低，Al2O3含量高，二者都不滿足單獨(dú)作為主要原料制備燒結(jié)磚的化學(xué)組成要求，利用其性能互補(bǔ)將二者復(fù)合使用，可以獲得較為可靠的制備陶瓷保溫磚的原料。 采用TG-DTA、SEM、XRD和EPMA等測(cè)試方法，對(duì)赤泥質(zhì)保溫陶瓷磚樣品的性能和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)試分析，分析了坯體燒成過程中的反應(yīng)機(jī)理及它的保溫機(jī)理。結(jié)果表明，典型配方A-4中燒結(jié)法赤泥添加量為30％，拜爾法赤泥含量為30％，在1060℃下燒成樣品的吸水率為

3、24.18％，氣孔率為42.68％，體積密度為1.77g/cm3，燒成抗折強(qiáng)度為19.78MPa，燒成抗壓強(qiáng)度為45.76MPa，熱導(dǎo)率為0.88×W·m-1·K-1，抗凍融性為36.74MPa：其主晶相為SiO2、Fe2O3、Ca3Fe2Si3O12和Ca2MgSi2O7。 在擠出成型實(shí)驗(yàn)中，主要討論了泥料的可塑性、坯體干燥制度、燒成制度、影響空心磚保溫性能的因素等。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，增塑劑木質(zhì)素磺酸鈉能顯著提高坯料的可塑性指標(biāo)；原料

4、越細(xì)可塑性越好；赤泥摻量越高、頁(yè)巖摻量越少，可塑性越差；最佳的陳腐時(shí)間為2d。典型配方J-1中燒結(jié)法赤泥含量為20％，拜爾法赤泥含量為30％；其在1060℃燒成樣品吸水率為25.36％，氣孔率為41.89，體積密度為1.68g·cm-3，抗壓強(qiáng)度23.87MPa，抗凍融性為21.70MPa，熱導(dǎo)率為0.58W·m-1·K-1。 進(jìn)行了赤泥質(zhì)保溫陶瓷磚的中試試驗(yàn)，并成功解決了在中試過程中出現(xiàn)的問題，為赤泥質(zhì)陶瓷保溫磚投入大生產(chǎn)奠定