用高爐礦渣制備泡沫微晶玻璃.pdf

1、高爐礦渣是目前我國得到冶金工業(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，具有密度小、熱膨脹系數(shù)小、機械強度高、化學穩(wěn)定性優(yōu)良等特點，既解決了資源浪費、污染環(huán)境的問題，也生產(chǎn)了可應

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、核化的溫度和時間以及晶化的溫度和時間等幾個方面的調整對泡沫微晶玻璃性能的影響。通過體積密度、吸水率、抗彎強度、化學穩(wěn)定性、紅外光譜分析、熱膨脹系數(shù)、X

3、RD衍射圖譜等測試來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構的分布有較大影響，發(fā)泡溫度高于980℃后，試樣中發(fā)泡劑形成的氣泡會容易流動，會形成連通孔，使發(fā)泡分布不均勻，影響性能;而在發(fā)泡溫度低于980℃時，試樣中雖有氣泡形成，但其泡徑較小，氣泡壁較厚，同樣不能達到良好的性能。發(fā)泡時間影響氣泡的大小，在發(fā)泡時間大于30min時，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，影響試樣性能。由此確定最佳的發(fā)泡溫度為980℃，發(fā)泡時間為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，否則會對試樣的性能造成不良影響。在礦渣含量為50％時，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％，抗彎強度為14.20MPa，在酸液中質量變化率最大為0.81％，在堿液中質量變化率

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)過對比發(fā)現(xiàn)，在引入礦渣50％時，選用CaCO3作為發(fā)泡劑得到的試樣性能相對較好，且不會造成發(fā)泡劑的浪費，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％，抗彎強度為14.50～14.75MPa，在酸液中的質量變化率為1.0

6、8～1.12％，在堿液中的質量變化率為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