用高爐礦渣制備泡沫微晶玻璃.pdf

1、高爐礦渣是目前我國(guó)得到冶金工業(yè)中排放量很大的一種廢棄物，雖然其可以作為水泥的原材料，但還有很多沒有得到充分利用，礦渣的大量堆積會(huì)占用成片土地、污染環(huán)境，因其中有大量的氧化鈣、氧化硅等與玻璃原料相近的成分，具有潛在的利用價(jià)值，通過添加一些適量的助劑，按照一定的熱處理制度，可以制備得到泡沫微晶玻璃等制品，集中了泡沫玻璃和微晶玻璃的優(yōu)點(diǎn)，具有密度小、熱膨脹系數(shù)小、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良等特點(diǎn)，既解決了資源浪費(fèi)、污染環(huán)境的問題，也生產(chǎn)了可應(yīng)

2、用到人們生活中的優(yōu)良產(chǎn)品，提高了高爐礦渣再利用的附加值。
　　本文主要探索了寶鋼鋼鐵集團(tuán)的高爐冶煉廢渣制備泡沫微晶玻璃的可行性，使用高爐礦渣和碎玻璃作為制備的原料，采用TiO2、ZrO2和CaF2作為復(fù)合晶核劑，主要研究高爐礦渣的含量、發(fā)泡劑的種類和含量、穩(wěn)泡劑的含量、助熔劑的含量、核化的溫度和時(shí)間以及晶化的溫度和時(shí)間等幾個(gè)方面的調(diào)整對(duì)泡沫微晶玻璃性能的影響。通過體積密度、吸水率、抗彎強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性、紅外光譜分析、熱膨脹系數(shù)、X

3、RD衍射圖譜等測(cè)試來(lái)表征泡沫微晶玻璃的性能變化，由此確定了制備泡沫微晶玻璃的最佳條件。
　　發(fā)泡溫度與試樣中氣泡結(jié)構(gòu)的分布有較大影響，發(fā)泡溫度高于980℃后，試樣中發(fā)泡劑形成的氣泡會(huì)容易流動(dòng)，會(huì)形成連通孔，使發(fā)泡分布不均勻，影響性能;而在發(fā)泡溫度低于980℃時(shí)，試樣中雖有氣泡形成，但其泡徑較小，氣泡壁較厚，同樣不能達(dá)到良好的性能。發(fā)泡時(shí)間影響氣泡的大小，在發(fā)泡時(shí)間大于30min時(shí)，試樣中的小氣泡不斷上升匯聚成大氣泡，形成連通孔;如

4、果發(fā)泡時(shí)間不足30min，就不能夠使發(fā)泡劑充分發(fā)揮作用，而成為雜質(zhì)，影響試樣性能。由此確定最佳的發(fā)泡溫度為980℃，發(fā)泡時(shí)間為30min。
　　試樣中礦渣含量的增加，有利于提高其利用率，但礦渣含量的增加量有一定限制，否則會(huì)對(duì)試樣的性能造成不良影響。在礦渣含量為50％時(shí)，泡沫微晶玻璃的綜合性能是最好的，其體積密度為788kg/m3，吸水率為2.71％，抗彎強(qiáng)度為14.20MPa，在酸液中質(zhì)量變化率最大為0.81％，在堿液中質(zhì)量變化率

5、最大為0.53％，其在50℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)為8.6452×10-6/℃。
　　不同的發(fā)泡劑對(duì)試樣的發(fā)泡情況有不同的影響，要根據(jù)配合料選擇不同的發(fā)泡劑，經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在引入礦渣50％時(shí)，選用CaCO3作為發(fā)泡劑得到的試樣性能相對(duì)較好，且不會(huì)造成發(fā)泡劑的浪費(fèi)，其最佳摻入量為5％～6％，試樣的體積密度為788～802kg/m3，吸水率為2.58～2.71％，抗彎強(qiáng)度為14.50～14.75MPa，在酸液中的質(zhì)量變化率為1.0

6、8～1.12％，在堿液中的質(zhì)量變化率為0.36～0.38％，其在50℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)為8.6452×10-6/℃。
　　除發(fā)泡劑外，穩(wěn)泡劑和助熔劑的摻入量變化也會(huì)影響試樣的性能。穩(wěn)泡劑為磷酸三鈉，最佳摻入量為5～7％，試樣的體積密度為788～822kg/m3，吸水率為2.46～2.71％，抗彎強(qiáng)度為4.20～4.68MPa;助熔劑選用硼砂，最佳摻入量為7～8％，試樣的體積密度為763～788kg/m3，吸水率為2.71